(57)【要約】  【課題】経験や勘が豊富でなくても可視光画像を用いて容易に正確なスキャン計画を実現可能とする。  【解決手段】Ｘ線撮影手段は、Ｘ線源からＸ線を照射し、Ｘ線源に対向して配置された検出器によって被検体を撮影する。スキャナ回転手段は、Ｘ線源と前記検出器を被検体の周囲に回転させる。被検体移動手段は、被検体を移動させる。可視光撮影手段は、スキャナ回転手段に載置され被検体から反射される可視光を撮影する。画像処理装置は、Ｘ線撮影手段で撮影した投影像から再構成演算手段によってＸ線３次元再構成画像の生成を行うと共に可視光撮影手段の撮影結果から可視光３次元画像を再構成する。表示手段は、画像処理装置で作成されたＸ線３次元再構成画像及び可視光３次元画像を重ね合わせて表示する。【選択図】図２
2006204329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源からＸ線を照射し、Ｘ線源に対向して配置された検出器によって被検体を撮影するＸ線撮影手段と、
前記Ｘ線源と前記検出器を被検体の周囲に回転させるスキャナ回転手段と、
前記被検体を移動させる被検体移動手段と、
前記スキャナ回転手段に載置され前記被検体を撮影する可視光撮影手段と、
前記Ｘ線撮影手段で撮影した投影像から再構成演算手段によってＸ線３次元再構成画像の生成を行うと共に前記可視光撮影手段の撮影結果から可視光３次元画像を再構成する画像処理装置と、
前記画像処理装置で作成された前記Ｘ線３次元再構成画像及び前記可視光３次元画像を重ね合わせて表示する表示手段と
を備えたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐状にＸ線を照射するＸ線断層撮影装置に関し、可視光撮影装置とその撮影結果を利用するという新たな手法をもって撮影部位の位置決めを実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来のＸ線断層撮影装置の一例を示す図である。図１に示されるように従来のＸ線断層撮影装置は、２次元Ｘ線像（投影像）を撮影する計測装置と、投影像を保存し断層像を再構成する画像処理装置と、画像を表示する画像表示装置と、文字等の情報を入力する外部入力装置とから構成されている。
【０００３】
スキャナ１は、図に示すようにＸ線管１１及び２次元検出器１２が被検者７を挟んでお互いに対向するように配置されている。Ｘ線管１１は、Ｘ線焦点から円錐状のＸ線を被検者７に向け照射する。２次元検出器１２は、被検者７を透過したＸ線の強度を検出する。この２次元検出器１２で検出されたＸ線強度が投影像データとして信号処理される。Ｘ線管１１及び２次元検出器１２は、ほぼ被検者７の体軸を回転の中心としてその周りを回転するように構成されている。Ｘ線管１１及び２次元検出器１２が微小角度回転する毎に、Ｘ線管１１から円錐状のＸ線が照射され、被検者７を透過したＸ線の強度が２次元検出器１２によって検出される。この動作が全周分繰り返されて、結果的に投影像データとして百から数百の透過Ｘ線強度データが収集される。
【０００４】
２次元検出器１２で計測された透過Ｘ線強度データは、ディジタル信号に変換された後、画像処理部４に送られる。計測部から送られてきた透過Ｘ線強度データ（以下投影像と記す）は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１を介して、メモリ４２に一旦格納され、その後ハードディスク４３に保存される。このようにして投影像が保存される。
【０００５】
投影像を表示する場合は、ハードディスク４３に保存された投影像を一旦メモリ４２に読み出し、読み出されたデータが表示装置５に表示されるようにする。投影像を補正する場合は、ハードディスク４３に保存された投影像を一旦メモリ４２に読み出し、ＣＰＵ４４によって検出器の感度ムラに起因する投影像の乱れ等を補正する。補正された投影像は再構成される。
【０００６】
フィルタリング処理では、ＣＰＵ４４内で周知のＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎ  ｆｉｌｔｅｒ等の補正フィルタ等を使用して投影像全体に対して補正処理を行う。
３次元再構成演算では、以上に示した処理を行って得られた投影像から被検者７を表示する領域中の３次元的なＸ線吸収係数分布をＣＰＵ４４内で再構成演算し、３次元再構成画像を作成する。再構成演算の方法としては、周知のＦｅｌｄｋａｍｐ法によるコーンビーム再構成演算などが知られている。
【０００７】
３次元再構成画像は、ハードディスク４３等に保存可能である。３次元再構成画像を表示する際は、ハードディスク４３等に保存された３次元再構成画像をメモリ４２に読み出し、メモリ４２に読み出されたデータを表示装置５に表示する。再投影演算では、図１に示すハードディスク４３に保存されている３次元再構成画像をメモリ４２に読み出し、ＣＰＵ４４によって、例えば、特許文献１に開示される再投影演算を行い、３次元再投影画像を作成する。作成された３次元再投影画像は、ハードディスク４４に保存される。ハードディスク４４に保存された３次元再投影画像を表示するには、ハードディスク４４からメモリ４２に読み出して表示装置５に表示する。
【０００８】
従来の技術では、再構成を行う前に、投影像等を用いて撮影範囲を計画する、いわゆるスキャン計画が一般に行われていた。スキャン計画には例えばＸ線管及び検出器を回転せずに任意の位置に固定し、ベッドを移動しながらＸ線を被検者に向け照射して投影像を得るスキャノグラムがある。この方法ではＸ線投影像が得られるため、被検者の体内にあって体外から確認が困難な部位についてもスキャン計画を行うことができるというメリットがある反面、Ｘ線による被曝を伴うという点でリスクを伴っていた。
【０００９】
また、従来技術のＸ線スキャン計画では、以下のような手順で撮影を行っている。つまり、まず被検者を椅子やベッド上に位置させ、検査者は多くの場合リモートで経験や勘に頼って粗い位置決めを行い透視する。透視した画像を確認しながら検査者は繰り返し微調整を行う。微調整は多くの場合、アームの回転角０°，９０°，０°と３回セットで透視して上下前後左右の位置上、撮影範囲に所望の領域が含まれるか調整する。微調整で位置を正確に出すためには、検査者には経験や勘が必要な上、被検者に被曝を強いていた。
【００１０】
また、特許文献２には、ＣＴスキャナにおいて、ビデオカメラの２次元撮影結果を用いて寝台移動の制御を行うことが記載されている。しかし、これはＣＴスキャナの寝台送りの制御への利用に過ぎない。
【特許文献１】特開平９−２５３０７９号公報
【特許文献２】特開平８−１２６６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、従来は、スキャン計画にはＸ線透視像を用い、ビデオカメラで撮影した可視光画像はこれとは別の制御に利用しているだけであった。
本発明の目的は、上述の点に鑑みなされたものであり、経験や勘が豊富でなくても可視光画像を用いて容易に正確なスキャン計画を実現可能とするＸ線断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の特徴は、Ｘ線源からＸ線を照射し、Ｘ線源に対向して配置された検出器によって被検体を撮影するＸ線撮影手段と、前記Ｘ線源と前記検出器を被検体の周囲に回転させるスキャナ回転手段と、前記被検体を移動させる被検体移動手段と、前記スキャナ回転手段に載置され前記被検体を撮影する可視光撮影手段と、前記Ｘ線撮影手段で撮影した投影像から再構成演算手段によってＸ線３次元再構成画像の生成を行うと共に前記可視光撮影手段の撮影結果から可視光３次元画像を再構成する画像処理装置と、前記画像処理装置で作成された前記Ｘ線３次元再構成画像及び前記可視光３次元画像を重ね合わせて表示する表示手段とを備えたことにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、経験や勘が豊富でなくても可視光画像を用いて容易に正確なスキャン計画を実現可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明のＸ線断層撮影装置のハードウェア構成の一例を示す。この例では、頭頚部の撮影のための座位型Ｘ線診断装置を示しているが、Ｘ線断層撮影装置はＣアーム型装置、ＣＴ装置、被検者回転型装置などでもよい。
【００１５】
スキャナ１は、図に示すようにＸ線管１１及び２次元検出器１２が被検者７を挟んでお互いに対向するように配置されている。Ｘ線管１１は、Ｘ線を照射する。検出器１２は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を検出する。スキャナ支持器１７は、スキャナ１を支持する支柱である。スキャナ回転軸１８は、スキャナ１の回転中心であり、被検者７の体軸とほぼ一致するように設けられている。スキャナ駆動手段１９は、スキャナ１をスキャナ回転軸１８を中心として回転駆動するものである。コリメータ２は、Ｘ線管１１から照射するＸ線の範囲を限定するものである。コリメータ駆動手段２９は、コリメータ２を駆動してＸ線の限定範囲を制御するものである。椅子３は、被検者７が座り、位置を固定するためのものであり。椅子支持器３１によって支持され、椅子駆動手段３９によって椅子３の位置が駆動されるようになっている。
【００１６】
画像処理部４は、検出器１２で検出されたＸ線の強度信号を種々処理して映像を作成するものであり、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１、メモリ４２、ハードディスク４３、ＣＰＵ４４などから構成される。インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１は、Ｘ線投影像及び可視光撮影像の入出力及びスキャナ駆動手段１９と椅子駆動手段３９とコリメータ駆動手段２９との間で通信を行うものである。メモリ４２は、画像データを格納したり、各種処理で発生するデータを一時的に格納するものである。ハードディスク４３は、演算処理に必要な画像データなどを保存するものである。ＣＰＵ４４は演算処理を行うものである。表示装置５は、Ｘ線投影像及び可視光撮影像などを表示するものである。外部入力装置６は、操作者によって操作されるキーボードなどである。カメラ８は、可視光を撮影するものであり、被検者７に対して被爆を生じさせない。照明９は、被検者７に光を照射するものである。
【００１７】
図３は、図２に示した計測装置の内、スキャナ１に対するカメラ８及び照明９の配置について示す図である。カメラ８は、Ｘ線管１１の焦点からほぼ被検者７の体軸と一致するスキャナ回転軸１８を中心に角度ｔだけずらした位置に配置する。図３（Ｂ）に示すようにスキャナ１が角度ｔだけ図３において時計方向に回転すると、このカメラ８によりＸ線管１１の焦点位置から見た画像と同一の回転角度からの可視光画像を得られることになる。また、照明９をカメラ８側から照らすことにより、被検者７に対して陰影の少ない画像を常に得ることができる。図では、照明９をカメラ８とは別体に設けてあるが、照明による陰影を少なくするためにカメラ８のレンズ周囲に装着するリング状の照明を用いることが望ましい。さらに陰影を少なくするためには、光源を複数使用してさまざまな方向から被検体７を照らすようにしてもよい。また、リングライトと複数の光源を使用すれば一層陰影を少なくすることが可能である。カメラ８は、スキャナ１の回転角度に同期して撮影を行う。これによって、カメラ８は、被検者７の周囲３６０°について回転撮影を行い、複数枚の角度同期回転撮影画像を得ることができる。
【００１８】
図４は、カメラ８により得た回転撮影画像を基に３次元再構成画像を生成する処理の過程を示す図である。図５は、カメラ８により得た回転撮影画像を基に３次元再構成画像を生成する処理の流れを示すフローチャート図である。
【００１９】
まず、最初のステップＳ５０では、被検者７が椅子に座っていない状態でカメラ８により回転撮影を行い複数枚のマスク画像を得るための可視光マスク画像回転撮影処理を行う。このマスク画像を撮影する際には、椅子３は所定の位置に移動しておく。この所定位置は、例えば子供と大人の体格の差や、頭部、歯顎部、頚部などの部位に応じて複数設定することができる。
【００２０】
また、カメラ８による撮影範囲はＸ線投影像に比べて広角であり、Ｘ線投影像を含む広い視野範囲を撮影する。なお、この視野範囲すなわちカメラ８による撮影範囲は、状況に応じて拡大縮小することもできる。
【００２１】
さらに、上述のマスク画像は被検者７を撮影する前に毎回撮影する必要は無く、予め定められた位置において撮影した回転画像を画像処理装置内のハードディスク４３に保存しておき、椅子３の所定位置などに応じて必要なものをメモリ４２に展開し、それを画像処理に用いるようにしてもよい。
【００２２】
ステップＳ５１では、被検者７を椅子に座らせ、被検者７の体格と部位に応じて、椅子３の位置を椅子駆動手段３９により移動するための被検者設定処理を行う。
ステップＳ５２では、被検者７が椅子３に座った状態でカメラ８にてスキャナ支持器１４を回転させながら撮影を行い、複数枚のライブ画像を得るための可視光ライブ画像回転撮影処理を行う。
【００２３】
ステップＳ５３では、ステップＳ５２で取得されたライブ画像から被検者７を抽出するための被検者抽出画像生成処理を行う。この処理は、先ず複数枚のマスク画像とライブ画像とを各角度毎に差分して画像を作成することによって行う。
【００２４】
ここで使用するマスク画像は、ライブ画像の椅子３の位置と同じ位置で撮影したものである。カメラ８により得た画像がカラーである場合には、差分を行う前にグレイスケールでマッピングし、モノクローム表示に変換する。また、画像マトリクスは１２８×１２８ピクセル以下で十分であるため、大きな画像マトリクスが得られるカメラである場合には、画素を規則的に間引いて使用する。
【００２５】
マスク画像とライブ画像間では、被検者７以外の椅子３や検出器１２などの背景が同一であるため、これらの差分画像では被検者以外の背景の画素値はほぼ０となる。このため、例えば画素値が±２０以外の領域を被検者抽出領域として抽出する。この被検者抽出領域の画素値を１、被検者抽出領域以外の背景の画素値を０とする被検者抽出画像を生成する。
【００２６】
なお、ここで椅子３は、被検者７の撮影部位の後方からの画像を十分に得るためには極力小さなことが好ましい。例えば、歯顎部を撮影する場合には、ヘッドレストとそれを支える部分はできるだけ幅を狭くして被検者抽出画像を十分に生成できるようにすることが望ましい。さらに望ましくは、ヘッドレストとそれを支える部分を透明な材質で構成すればより完全な被検者抽出画像が得られる。
【００２７】
ステップＳ５４では、回転撮影により得た複数枚の被検者抽出画像を基に、周知のＦｅｌｄｋａｍｐ法によるコーンビーム再構成演算をＣＰＵ４４内で実行し、可視光３次元再構成画像を作成する。作成された可視光３次元再構成画像は、図１に示すハードディスク４３に保存する。３次元再構成画像表示では、３次元再構成画像保存によってハードディスク４３に保存された可視光３次元再構成画像を図１に示すメモリ４２に読み出し、メモリ４２に読み出されたデータを表示装置５に表示する。
【００２８】
ステップＳ５５では、ハードディスク４３に保存されている可視光３次元再構成画像をメモリ４２に読み出し、ＣＰＵ４４内で、例えば、特許文献１に開示されている再投影演算手段により再投影演算を行い、可視光３次元再投影画像を作成する可視光３次元再投影画像生成処理を行う。以下、基本的に再構成画像は被検者の断層像を意味し、再投影像は再構成画像を構築して３次元の像にしたものを示すものとする。
【００２９】
また、ライブ画像と被検者抽出画像を基にして、ライブ画像の被検者の背景をブルースクリーンなどに置き換えた被検者抽出ライブ画像を生成する。この複数枚の被検者抽出ライブ画像を３次元再投影画像の被検者表面にテクスチャーマッピングし、被検者のカラー３次元投影画像を得ることもできる。
【００３０】
図６は、Ｘ線検出器１２により得たＸ線透視画像と可視光３次元再投影画像とを重ね合わせて位置決めに用いる画像を生成する処理の過程を示す図である。図７は、Ｘ線検出器１２により得たＸ線透視画像と可視光３次元再投影画像とを重ね合わせて位置決めに用いる画像を生成する処理の流れを示すフローチャート図である。
【００３１】
まず、ステップＳ７０では、可視光撮影と同じ位置に被検者７を椅子に座らせ、被検者７が椅子に座った状態で、被検者７の体格と部位に応じて、椅子３の位置を椅子駆動手段３９により移動するための被検者設定処理を行う。
【００３２】
次のステップＳ７１では、スキャナ支持器１４をＬＡＴ方向からの撮影に設定して、Ｘ線管１１及び検出器１２にて撮影を行うＬＡＴ位置決め画像撮影処理を行う。これによって、ＬＡＴ位置決め画像が取得される。
【００３３】
ステップＳ７２では、スキャナ支持器１４を回転し、スキャナ支持器１４をＡ−Ｐ方向からの撮影に設定して、Ｘ線管１１及び検出器１２にて撮影を行うＡ−Ｐ位置決め画像撮影処理を行う。これによって、Ａ−Ｐ位置決め画像が取得される。なお、検出器１２による撮影範囲はユーザーの設定により選択可能である。状況に応じてコリメータ２により撮影範囲を縮小することもできる。
【００３４】
ステップＳ７３では、図５の処理にてに作成された可視光３次元再投影画像と、ステップＳ７１で取得されたＬＡＴ位置決め画像と、ステップＳ７２で取得されたＡ−Ｐ位置決め画像とをそれぞれ重ねあわせた画像を生成する処理を行う。
ステップＳ７４では、上述のようにして得られたＸ線透視画像と可視光３次元再投影画像の重ね合わせられた３次元画像を用いて位置決めを実施する。
【００３５】
図８は、前述の処理によって取得された可視光３次元投影画像の一例を示す図である。図９は、図８の可視光３次元投影画像に、Ｘ線による透視画像を重ねて表示した場合の一例を示す図である。図９では、ＬＡＴ方向の透視画像とＡＰ方向の透視画像の両方を重ねて表示した場合が示されている。
【００３６】
図８の可視光３次元再構成画像は、カメラ画像上でのスキャナの回転中心軸の位置、カメラと回転中心軸との幾何学的距離及び画素サイズなどを基にして生成したものであるため、可視光３次元再投影画像上でスキャナの回転中心軸や回転面、回転中心などスキャナ１とカメラ８による幾何学的位置を再現することができる。
【００３７】
また、これらの幾何学的位置は、同一のスキャナ上に配置されているＸ線管１１及び検出器１２によって得られるＸ線によるＸ線３次元再構成画像並びに透視３次元再投影画像の有する幾何学的位置と照合できる。Ｘ線管１１及び検出器１２の設置位置に対して、カメラ８の設置位置を機械的に調整したり若しくはソフトで補正することにより可視光３次元投影画像上でスキャナ１の回転中心軸、回転面、回転中心などの幾何学的位置を合わせることも可能である。
【００３８】
Ｘ線による透視画像領域は、検出器１２の形状により異なる。検出器１２がイメージインテンシファイアのように円形の場合には、透視画像領域は円形となる。また、検出器１２がフラットパネルのように長方形の場合には、透視画像領域は長方形となる。
【００３９】
このようにして得た、カメラ画像を基に生成した被検者の可視光３次元再投影画像と、Ｘ線による透視画像（ＬＡＴ方向透視画像，ＡＰ方向透視画像）を、図９のように重ね合わせて表示することにより、現在座っている被検者体７のどの領域を、Ｘ線により透視３次元再投影できるのかを、画像化して表現できる。操作者は、図１の表示装置を用いて、これらの重ね合わせ画像を確認することができる。
【００４０】
図１０は、カメラ系座標系とＸ線計測系座標系の相対的な移動の関係を示す図である。Ｘ線による透視画像内に被検者７の計測したい部位が含まれない場合には、図１の外部入力装置を操作して、椅子駆動手段３９に反映して、Ｘ線による透視画像領域と、カメラ画像を基に生成した被検者の可視光３次元再投影画像とを相対的に移動して調整する。図１０ではカメラ計測計座標に対して、Ｘ線計測系座標系を被検者正面方向に移動することにより、被検者の歯顎部全体をＸ線による３次元再投影画像領域に含まれるように設定したことを示している。
【００４１】
図１１は、検出器の視野サイズもしくはコリメータによる視野サイズの変更の関係を示す図である。Ｘ線による透視３次元再投影画像領域を変更する場合には、図１の外部入力装置を操作して、検出器の撮影領域の範囲やコリメータを駆動して、Ｘ線による透視画像領域を変更してより適切なＸ線による透視画像領域を指定する。図１１では図１０に比べて小さい領域モデルを選択した結果を示している。広い領域モデルを選択することにより、より広範囲の３次元再投影画像を得ることができる。また、小さい領域モデルを選択することにより、注目する部のみの画像を詳細に得ると共に、被検者の被曝を抑えることもできる。
【００４２】
図１２は、Ｘ線による透視画像のうち、ＬＡＴ方向の透視画像のみを被検者の可視光３次元再投影画像に重ねて表示することを示す図である。図１３は、Ｘ線による透視画像のうち、ＡＰ方向の透視画像のみを被検者の可視光３次元再投影画像に重ねて表示することを示す図である。このように透視画像は任意の方向の画像のみを選択的に用いて表示することもできる。また、図１０と図１１に示したように、異なる透視画像領域の透視画像を組み合わせて表示することもできる。たとえば、複数枚のＬＡＴ画像を重ねて表示したり、大きさの異なるＬＡＴ画像とＡＰ画像とを重ねて表示したりすることもできる。
【００４３】
図１４は、Ｘ線による透視画像上に、Ｘ線管焦点から検出器までのＸ線経路の境界を重ねて表示することを示す図である。透視画像は、焦点から検出器に向かってコーンビーム状に広がるＸ線ビームによって、その経路上の構造物の差異によるＸ線の吸収の差により画像化されるものである。ビームの進行方向が並行ビームではないことが、位置決めを困難にしている。そこで、このＸ線経路のモデルを被検者の可視光３次元再投影画像とＸ線による透視画像とに重ねて表示するようにした。これにより透視画像が得られた範囲、Ｘ線経路の傾きが明示されので、これを参考にして位置決めを容易に実施することができる。
【００４４】
図１５は、Ｘ線による透視画像を、検出器の位置に表示することを示す図である。透視画像は、Ｘ線経路上の全ての構造物のＸ線吸収の結果を検出器によって検出することによって得られるものである。そこで、ここでは、そのイメージを表示するようにした。
【００４５】
図１６は、Ｘ線による透視画像を、Ｘ線経路上の任意の位置に表示することを示す図である。透視画像は、Ｘ線経路上の任意の位置に配置することが論理的に可能であり、自由な位置に配置することができる。このような操作は、重ね合わせ表示を行うことが可能な全てのＸ線による透視画像に対して独立に行うことができる。
【００４６】
図１７は、Ｘ線による透視画像において、被検者の輪郭内の画像を生成し、これを被検者の可視光３次元再投影画像に重ね合わせて表示することを示す図である。透視画像において必要な情報は被検者の輪郭内部に集中しており、これのみを抽出して表示することにより、有益な情報のみを表現することも可能である。
【００４７】
図１８は、図２に示した計測装置の内、スキャナ１に対するカメラ８の配置について示す図である。カメラ８はＸ線管１１の焦点から垂直上方に高さｓけずらした位置に配置する。椅子を高さｓだけ上方に移動すると、このカメラ８によりＸ線管１１の焦点位置から見た画像と同一の高さからの可視光画像を得られる。また、カメラの焦点距離をＸ線撮影系に比べて広角にすることにより、椅子を移動することなく、所望の範囲の可視光３次元再投影画像を得ることもできる。カメラ８はスキャナ１の回転角度に同期して撮影を行う。被検者７の周囲３６０°回転撮影を行い、複数枚の角度同期回転撮影画像を得る。
【００４８】
スキャナ１に配置したカメラ８からの可視光画像とＸ線透視画像を組み合わせて撮影位置やコリメータ２の設定ができるため、スキャン計画における操作性を向上することができる。人体表面の目視可能な可視光３次元画像と、内部構造の情報を持つＸ線透視画像を組み合わせて用いているため、正確確実な位置決めを時間のロス無くに行うことができる。また、画像のサイズが小さくても広角カメラを使用し可視光３次元再投影画像を構築できるので、経験や勘に頼らず検査者の習熟度に大きく影響されずに撮影範囲を決定可能である。
【００４９】
図１８に示したように、カメラ８の焦点とＸ線管１１の焦点間に距離ｓだけの縦方向ずれがある場合には、可視光撮影系とＸ線撮影系とは、回転角度位置を有するし、また、同じスキャナに固定されているため、同じ回転中心軸を共有している。しかしながら、カメラ８とＸ線管１１の取り付け位置が高さ方向に異なるため、それぞれ異なる回転平面を有するし、また、視野範囲及び画像マトリクスもそれぞれ異なる。そこで、補正用ファントムを用いて、可視光撮影系とＸ線撮影系との間の座標系間の整合をとるようにした。なお、この座標系間の整合をとる手法については、先に出願した特願２００３−４１６１７９号に詳細が記載されているので、ここでは説明を省略する。
【００５０】
図１９は、図２に示した計測装置の構成の内、Ｘ線管１１、コリメータ２、カメラ８についての配置の変形例を示す図である。Ｘ線はＸ線管１１の焦点１１１から放射口１１２に向けて照射される。放射口１１２から照射されたＸ線はコリメータ２によって照射範囲を絞られる。この放射口１１２とコリメータ２の間にミラー１１３を配置し、カメラ８の焦点８１をミラー面に対してＸ線管１１の焦点位置１１１の鏡像対象となる位置に配置する。なお、ミラーはハーフミラーであってもよい。このようにカメラ８の光軸とＸ線管１１の焦点を合せて配置することも可能である。この場合には、カメラ８での撮像結果は、鏡像となるためＸ線での撮影結果と整合するためにＣＰＵ４などにおいて画像反転させることが必要となる。図１９の構成の場合は、カメラ８の光軸とＸ線の焦点１１１から放射口１１２に沿ったＸ線光軸の間で視差（パララックス）が生じないため、カメラにより撮影された画像をスキャン計画用に視差分補正する必要が無くなり、処理速度を向上しながらコストを下げることが可能となる。
【００５１】
なお、本実施例では、主に歯顎部の撮影を行う歯科用ＣＴに関して説明してきたが、本発明は、ＣＴ装置、Ｘ線Ｃアーム装置、手術用Ｘ線Ｃアーム装置、モバイルＸ線Ｃアーム装置にも利用できることは言うまでも無い。この場合、特にＣＴ装置とＸ線Ｃアーム装置では透明なベッドや椅子を使用することで本発明を有効に実施可能となる。
【００５２】
上述の実施の形態によれば、スキャナ１に配置したカメラ８からの画像を用いて撮影位置やコリメータ２の設定ができるため、スキャン計画における被検者７のＸ線被曝を除去することができる。このようにＸ線被曝が無いため、撮影位置やコリメータの設定を繰り返し行い微調整することが抵抗無くできる。繰り返し微調整を行う場合にもリアルタイムの画像を用いているため、正確確実な位置決めを時間のロス無くに行うことができる。また、画像のサイズが小さくても広角カメラを使用し可視光３次元再投影画像を構築できるので、経験や勘に頼らず検査者の習熟度に大きく影響されずに撮影範囲を決定可能である。
【００５３】
本手法によりＸ線撮影系の座標と可視光撮影系の座標との変換処理パラメータを得ることができるため、カメラを用いた位置決めを可能にし、結果として、スキャン計画における被検者７のＸ線被曝を除去することができる。本方法によりＸ線撮影系と可視光撮影系の回転平面が全く異なる場合にも、カメラを用いた位置決めが可能である。このため、Ｘ線撮影系の画像のサイズが小さくても広角カメラを使用し可視光３次元再投影画像を構築できるので、経験や勘に頼らず検査者の習熟度に大きく影響されずに撮影範囲を決定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のＸ線断層撮影装置の一例を示す図である。
【図２】本発明のＸ線断層撮影装置のハードウェア構成の一例を示す。
【図３】図２に示した計測装置の内、スキャナに対するカメラ及び照明の配置について示す図である。
【図４】カメラにより得た回転撮影画像を基に３次元再構成画像を生成する処理の過程を示す図である。
【図５】カメラにより得た回転撮影画像を基に３次元再構成画像を生成する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】Ｘ線検出器により得たＸ線透視画像と可視光３次元再投影画像とを重ね合わせて位置決めに用いる画像を生成する処理の過程を示す図である。
【図７】Ｘ線検出器により得たＸ線透視画像と可視光３次元再投影画像とを重ね合わせて位置決めに用いる画像を生成する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図８】可視光３次元投影画像の一例を示す図である。
【図９】図８の可視光３次元投影画像に、Ｘ線による透視画像を重ねて表示した場合の一例を示す図である。
【図１０】カメラ系座標系とＸ線計測系座標系の相対的な移動の関係を示す図である。
【図１１】検出器の視野サイズもしくはコリメータによる視野サイズの変更の関係を示す図である。
【図１２】Ｘ線による透視画像のうち、ＬＡＴ方向の透視画像のみを被検者の可視光３次元再投影画像に重ねて表示することを示す図である。
【図１３】Ｘ線による透視画像のうち、ＡＰ方向の透視画像のみを被検者の可視光３次元再投影画像に重ねて表示することを示す図である。
【図１４】Ｘ線による透視画像上に、Ｘ線管焦点から検出器までのＸ線経路の境界を重ねて表示することを示す図である。
【図１５】Ｘ線による透視画像を、検出器の位置に表示することを示す図である。
【図１６】Ｘ線による透視画像を、Ｘ線経路上の任意の位置に表示することを示す図である。
【図１７】Ｘ線による透視画像において、被検者の輪郭内の画像を生成し、これを被検者の可視光３次元再投影画像に重ね合わせて表示することを示す図である。
【図１８】図２に示した計測装置の内、スキャナに対するカメラの配置について示す図である。
【図１９】図２に示した計測装置の構成の内、Ｘ線管、コリメータ、カメラについての配置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…スキャナ
２…コリメータ
３…椅子
４…画像処理部
５…表示装置
６…外部入力装置
７…被検者
８…可視光カメラ
９…照明
１１…Ｘ線管
１２…検出器
１７…スキャナ支持器
１８…スキャナ回転軸
１９…スキャナ駆動手段
２９…コリメータ駆動手段
３１…椅子支持器
３９…椅子駆動手段
４１…インターフェース（Ｉ／Ｆ）
４２…メモリ
４３…ハードディスク
４４…ＣＰＵ
８１…焦点
１１１…Ｘ線源中心
１１２…放射口
１１３…ミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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