(57)【要約】【課題】  角度センサの有無によらず、正確なＣアーム角度を検知する。【解決手段】  実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線発生部、第１配置手段、Ｘ線検出器、保持手段、画像生成手段、マーカ検出手段及び導出手段を具備する。前記Ｘ線発生部は、天板上に載置された被検体に照射するＸ線を発生する。前記第１配置手段は、前記被検体の近傍で前記天板の載置面に略平行な第１平面上に、互いに規定間隔を空けて複数のマーカが配置されている。前記Ｘ線検出器は、前記被検体及び前記マーカを透過したＸ線を検出する。前記保持手段は、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出器を回転可能に保持する。前記画像生成手段は、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて、前記被検体と前記マーカとのＸ線画像を生成する。前記マーカ検出手段は、前記Ｘ線画像から３つ以上のマーカを検出する。前記導出手段は、前記３つ以上のマーカの検出結果に基づいて、前記Ｘ線画像の撮像角度を導出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板上に載置された被検体に照射するＸ線を発生するＸ線発生部と、
前記被検体の近傍で前記天板の載置面に略平行な第１平面上に、互いに規定間隔を空けて複数のマーカが配置された第１配置手段と、
前記被検体及び前記マーカを透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出器を回転可能に保持する保持手段と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいて、前記被検体と前記マーカとのＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記Ｘ線画像から３つ以上のマーカを検出するマーカ検出手段と、
前記３つ以上のマーカの検出結果に基づいて、前記Ｘ線画像の撮像角度を導出する導出手段と、
を具備するＸ線診断装置。
【請求項２】
前記第１配置手段は、
前記天板と前記被検体との間に配置されたフレームと、
前記フレームに固定的に保持され、前記被検体の重みを受ける固定板と、
前記固定板と前記天板との間に介在して前記フレームに移動可能に保持され、前記複数のマーカが配置されたマーカ板と
を備えた請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記導出手段は、前記３つ以上のマーカの検出結果と、前記複数のマーカの位置と撮像角度とを予め設定した設定情報とに基づいて、前記Ｘ線画像の撮像角度を導出する、請求項１又は請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記被検体の近傍で前記被検体を介して前記第１配置手段に対向して設けられ、前記第１平面に略平行な第２平面上に、互いに規定間隔を空けて複数のマーカが配置された第２配置手段、を備えた請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記第１配置手段に配置された複数のマーカと、前記第２配置手段に配置された複数のマーカとは互いに略同一のサイズを有しており、
前記マーカ検出手段は、前記Ｘ線画像内のマーカのサイズに基づいて、前記第１平面上の３つ以上のマーカと、前記第２平面上の３つ以上のマーカとを区別して検出する、請求項４に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記導出手段は、
前記第１平面上のマーカの検出結果に基づいて、前記Ｘ線画像の第１の撮像角度を導出し、
前記第２平面上のマーカの検出結果に基づいて、前記Ｘ線画像の第２の撮像角度を導出し、
前記第１の撮像角度と前記第２の撮像角度とを平均することにより、前記Ｘ線画像の撮像角度を導出する、請求項４又は請求項５に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
被検体と前記被検体の近傍で互いに規定間隔を空けて配置された複数のマーカとを撮像して得られたＸ線画像を記憶する記憶手段と、
前記Ｘ線画像から３つ以上のマーカを検出するマーカ検出手段と、
前記３つ以上のマーカの検出結果に基づいて、前記Ｘ線画像の撮像角度を導出する導出手段と、
を具備する画像処理装置。
【請求項８】
Ｘ線診断装置の天板と被検体との間に介在して配置されるフレームと、
前記フレームに固定的に保持され、前記被検体の重みを受ける固定板と、
前記固定板と前記天板との間に介在して前記フレームに移動可能に保持され、互いに規定間隔を空けて３つ以上のマーカが配置されたマーカ板と、
を具備し、
前記被検体と前記マーカとを撮像して得られたＸ線画像の撮像角度を導出するために用いられる、角度計測治具。
【請求項９】
前記マーカ板は、前記固定板と略同一面積の略四角形状を有し、
前記フレームは、前記マーカ板の短辺又は長辺の方向に沿って前記マーカ板を移動可能且つ着脱可能に保持する、請求項８に記載の角度計測治具。
【請求項１０】
前記マーカ板は、前記固定板より小さい面積の長方形状を有し、
前記フレームは、前記マーカ板の短辺の方向に沿って前記マーカ板を移動可能に保持する、請求項８に記載の角度計測治具。
【請求項１１】
前記フレームに基端部が取り付けられた支柱と、
前記マーカ板に対向配置されて前記支柱の先端部に一端が取り付けられ、前記マーカ板に略平行な方向に長手方向を有する棒状部材と、
前記マーカ板に対向配置されて前記棒状部材の他端に取り付けられ、前記マーカ板に略平行な平面上に、互いに規定間隔を空けて３つ以上のマーカが配置されたマーカ配置部材と
を備えた請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の角度計測治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置、画像処理装置及び角度計測治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、脊椎の外科手術や脳外科手術の術前には、ＣＴ（Computed Tomography）やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）で患部付近の３次元データが収集され、ニードル等のデバイスを患部に穿刺する方向と深さとを含む治療計画が立案される。患部である脊椎や頭部には多くの神経が走っているため、穿刺の方向や深さには、数ミリメートルの精度が求められる。
【０００３】
治療計画の立案後、術中には、例えば循環器用のＸ線診断装置により、寝台の天板に載置された被検体の患部付近が撮像され、Ｘ線画像がリアルタイムに取得される。術中の穿刺の場面では、Ｘ線診断装置は、治療計画の３Ｄボリュームデータ及び計画線と、リアルタイムのＸ線画像とをディスプレイ上に合成表示する。
【０００４】
医師は、被検体の患部を目視・およびＸ線画像で視認し、穿刺の方向や深さを判断しながら、穿刺を行う。これに伴い、Ｘ線診断装置は、操作者の操作に応じてＣアームを移動させて、デバイスを真上又は真横から撮像する角度から患部付近を撮像する。真上から撮像する角度のＸ線画像により穿刺の方向が判断される。真横から撮像する角度のＸ線画像により穿刺の深さが判断される。なお、撮像する角度は、Ｘ線診断装置において、一般に、寝台角度とＣアーム角度との相対角度（撮像角度）として検知される。撮像角度の検知については、以下に４つの例を示すように、Ｘ線診断装置毎に様々な仕様（スペック）がある。
【０００５】
第１番目の例としては、Ｃアームの各軸の角度を検出する角度センサを有する仕様がある。ここで、角度センサとしては、例えば、ポテンショメータやエンコーダ等が適宜、使用可能となっている。  
第２番目の例としては、当該角度センサが無い仕様がある。この場合、Ｃアームの各軸周りに、Ｃアームの角度を示す目盛が振られており、簡易的な角度が計測可能である。  
第３番目の例としては、Ｃアームと寝台とが通信する仕様がある。  
第４番目の例としては、Ｃアームと寝台とが通信しない仕様がある。この場合、Ｃアームの角度が、被検体とＣアームとの相対角度（撮像角度）として用いられる。  
一方、赤外線を用い、デバイスの先端・方向をリアルタイムに追跡可能なナビゲーションシステムが知られている。このナビゲーションシステムは、Ｘ線診断装置や電気メスなどの周辺機器を寝台の周りに配置した中にセットアップされて用いられる。このナビゲーションシステムは、例えば、２点から赤外線を出力し、デバイスから反射された赤外線をカメラで検知し、三角測距法でデバイスの空間位置を特定する。しかる後、ナビゲーションシステムは、当該デバイスの画像と、術前計画の３Ｄボリュームデータとを手動で位置合わせし、得られた合成画像を表示する。このように、ナビゲーションシステムは、術中のデバイスの先端・方向をリアルタイムに追跡する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１１５３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のようなＸ線診断装置は、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、ナビゲーションシステムを用いる場合と、Ｘ線診断装置を用いる場合とについては、以下のような不都合がある。
【０００８】
ナビゲーションシステムを用いる場合、ナビゲーションシステムが高額であって保有する病院が少ないため、新規導入が困難である点で不都合がある。また、ナビゲーションシステムは、位置合わせ後に、患部が動いてしまうと、手動で位置合わせをする必要がある点で不都合がある。また、ナビゲーションシステムは、Ｘ線診断装置や周辺機器を配置した中に、デバイスに対して良好なカメラ視野を得られるようにセットアップする必要がある。しかしながら、術中は、Ｘ線診断装置や周辺機器がカメラ視野に入り易い場合や、患者周りに立つ術者によって良好なカメラ視野を得られる位置にセットアップすることが困難な場合が多い点で不都合がある。カメラの位置を動かした場合には、再度位置決めが必要になる、という不都合もある。
【０００９】
一方、Ｘ線診断装置を用いる場合、上記第２番目の例に述べたＣアームに角度センサが無い仕様については、正確なＣアーム角度を検知できないため、正確な撮像角度を計測できず、現在の撮像角度と、治療計画の計画線（方向）との一致を確認できない点で不都合がある。
【００１０】
上記第１番目の例に述べた角度センサを有する仕様についても、０度の基準がずれていて正確なＣアーム角度を検知できない場合には、上記２番目の例と同様の不都合がある。
【００１１】
上記第３番目の例に述べたＣアームと寝台とが通信する仕様については、上記第１〜２番目の例と同様に、正確なＣアーム角度を検知できない場合には、Ｃアーム角度と寝台角度との相対角度（撮像角度）も正確に計測できない点で不都合がある。
【００１２】
上記第４番目の例に述べたＣアームと寝台とが通信しない仕様については、上記第１〜２番目の例と同様の不都合に加え、寝台の天板がたわんだり、天板が起倒した場合には、Ｃアーム角度と寝台角度との相対角度（撮像角度）を正確に計測できない点で不都合がある。
【００１３】
従って、Ｘ線診断装置を用いる場合には、いずれの仕様にしても、正確なＣアーム角度を検知できないことに起因して、正確な撮像角度を計測できない点で不都合がある。
【００１４】
目的は、角度センサの有無によらず、正確な撮像角度を計測することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線発生部、第１配置手段、Ｘ線検出器、保持手段、画像生成手段、マーカ検出手段及び導出手段を具備する。
【００１６】
前記Ｘ線発生部は、天板上に載置された被検体に照射するＸ線を発生する。
【００１７】
前記第１配置手段は、前記被検体の近傍で前記天板の載置面に略平行な第１平面上に、互いに規定間隔を空けて複数のマーカが配置されている。
【００１８】
前記Ｘ線検出器は、前記被検体及び前記マーカを透過したＸ線を検出する。
【００１９】
前記保持手段は、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出器を回転可能に保持する。
【００２０】
前記画像生成手段は、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて、前記被検体と前記マーカとのＸ線画像を生成する。
【００２１】
前記マーカ検出手段は、前記Ｘ線画像から３つ以上のマーカを検出する。
【００２２】
前記導出手段は、前記３つ以上のマーカの検出結果に基づいて、前記Ｘ線画像の撮像角度を導出する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、同実施形態におけるＸ線診断装置の構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、同実施形態における角度計測治具を説明するための斜視図である。
【図４】図４は、同実施形態における角度計測治具を説明するための平面図である。
【図５】図５は、図４の５−５線矢視断面図である。
【図６】図６は、同実施形態における角度計測治具の脱着例を説明するための模式図である。
【図７】図７は、同実施形態における角度計測治具の退避例を説明するための模式図である。
【図８】図８は、同実施形態における角度計測治具の他の退避例を説明するための模式図である。
【図９】図９は、同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、同実施形態における鋼球の配置の一例を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、同実施形態における鋼球の配置の一例を詳細に説明するための模式図である。
【図１２】図１２は、同実施形態におけるＣアームの回転を説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、同実施形態におけるＣアームの回転方向を説明するための模式図である。
【図１４】図１４は、同実施形態における撮像角度の導出の一例を詳細に説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、同実施形態における設定情報の一例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、同実施形態の鋼球の配置の変形例を説明するための模式図である。
【図１７】図１７は、同変形例における鋼球の配置を詳細に説明するための模式図である。
【図１８】図１８は、同変形例におけるＣアームの回転を説明するための模式図である。
【図１９】図１９は、同変形例におけるＣアームの回転方向を説明するための模式図である。
【図２０】図２０は、同変形例における撮像角度の導出の一例を詳細に説明するための模式図である。
【図２１】図２１は、同変形例における設定情報の一例を示す模式図である。
【図２２】図２２は、第２の実施形態に係る画像処理装置及びＸ線診断装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、各実施形態について図面を用いて説明する。尚、以下の実施形態では、Ｘ線発生部及びＸ線検出器（撮像系）がその端部に装着された床置きＣアームを保持部とする循環器用のＸ線診断装置について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、保持部は天井吊りのＣアームやΩアームであってよく、又、循環器診断と消化器診断に対応した汎用のＸ線診断装置であっても構わない。また、マーカが鋼球である場合を例に挙げて述べるが、マーカとしては、鋼球に限らず、撮像されたＸ線画像から識別可能なＸ線吸収性の材料及び形状を有する任意のものが使用可能となっている。  
＜第１の実施形態＞
図１及び図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す模式図及び斜視図である。Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線発生部２、Ｘ線検出器３、高電圧発生器５、画像生成回路６、ディスプレイ７、保持装置８、寝台部９、機構駆動部１０、入力インタフェース１５、システム制御回路１６、画像処理装置３０及び角度計測治具２００を備えている。
【００２５】
Ｘ線発生部２は、角度計測治具２００の一部及び天板マット９３を介して、天板９１上に載置された被検体１５０に照射するＸ線を発生する。但し、天板９１上の角度計測治具２００の一部及び天板マット９３は、必須ではなく、省略してもよい。Ｘ線発生部２は、Ｘ線管と、Ｘ線管から照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器を備えている。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。Ｘ線絞り器は、Ｘ線管と被検体１５０の間に位置し、Ｘ線管から照射されたＸ線ビームを所定の照射視野のサイズに絞り込む。なお、被検体１５０の近傍で天板９１の載置面に略平行な第１平面上に、互いに規定間隔を空けて複数の鋼球（マーカ）が配置された角度計測治具（第１配置手段）２００が設けられている。本明細書では、第１平面が天板９１と被検体１５０との間に位置する場合について述べるが、これに限らず、第１平面が被検体１５０とＸ線検出器３との間に位置してもよい。
【００２６】
Ｘ線検出器３は、被検体１５０及び鋼球（マーカ）を透過したＸ線を検出する。なお、角度計測治具２００の鋼球が視野から退避している場合、Ｘ線検出器３は、被検体１５０を透過したＸ線を検出する。このようなＸ線検出器３としては、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、光に変換した後、電荷に変換するものとが使用可能であり、ここでは前者を例に説明するが後者であっても構わない。即ち、本実施形態に係るＸ線検出器３は、被検体１５０を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器と、この平面検出器に蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを生成するゲートドライバを備えている。
【００２７】
平面検出器は、微小な検出素子を２次元的に配列して構成され、各々の検出素子は、Ｘ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）（何れも図示せず）を備えている。そして、蓄積された電荷はゲートドライバが供給する駆動パルスによって順次読み出される。
【００２８】
高電圧発生器５は、Ｘ線管の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器と、システム制御回路１６から供給される指示信号に従い、高電圧発生器における管電流、管電圧、照射時間、照射タイミング等のＸ線照射条件を制御するＸ線制御部を備えている。
【００２９】
画像生成回路６は、図示しない投影データ生成回路、投影データ記憶回路及び画像演算回路を備える。投影データ生成回路は、平面検出器から行単位あるいは列単位でパラレルに読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器と、この電荷・電圧変換器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル変換されたパラレル信号を時系列的なシリアル信号に変換するパラレル・シリアル変換器を備えている。投影データ生成回路は、このシリアル信号を時系列的な投影データとして投影データ記憶回路に供給する。投影データ記憶回路は、投影データ生成回路から供給される時系列的な投影データを順次保存して２次元投影データを生成する。画像演算回路は、投影データ記憶回路にて生成された２次元投影データに対しフィルタリング処理等の画像処理を行なって画像データを生成し、更に、得られた複数の画像データに対し合成処理や減算（サブトラクション）処理等を行なう。ここで、画像生成回路６は、Ｘ線検出器の出力に基づいて、被検体１５０と鋼球（マーカ）とのＸ線画像を生成する画像生成手段を構成している。なお、角度計測治具２００の鋼球が視野から退避している場合、画像生成回路６は、Ｘ線検出器の出力に基づいて、被検体１５０のＸ線画像を生成する。
【００３０】
ディスプレイ７は、医用画像などを表示するディスプレイ本体と、ディスプレイ本体に表示用の信号を供給する内部回路、ディスプレイ本体と内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。内部回路は、画像生成回路６の画像演算回路から供給される画像データに被検体情報や投影データ生成条件等の付帯情報を重畳して表示データを生成し、得られた表示データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なってディスプレイ本体に表示する。
【００３１】
保持装置（保持手段）８は、Ｘ線発生部２及びＸ線検出器３を回転可能に保持し、被検体１５０の周囲で所定方向に移動あるいは回動させる保持部を備えている。
【００３２】
寝台部９は、被検体１５０を載置した天板９１を所定方向へ移動させる。
【００３３】
機構駆動部１０は、システム制御回路１６により制御され、保持装置８及び寝台部９の各々に駆動信号を供給する。具体的には、機構駆動部１０は、Ｘ線発生部２及びＸ線検出器３といった撮像系を所望の方向へ移動させるために保持装置８に設けられた各種移動機構部に対して駆動信号を供給する。なお、保持装置８の各移動機構部に対する駆動信号を検出（例えば、駆動パルス数を計数）することにより、システム制御回路１６が撮像系の位置情報を検出可能となっている。また、機構駆動部１０は、被検体１５０を載置した天板９１を所望の方向へ移動させるために寝台部９に設けられた各移動機構部に対し駆動信号を供給する。なお、寝台部９の移動機構部に対する駆動信号を検出することにより、システム制御回路１６が天板９１の位置情報を検出可能となっている。
【００３４】
次に、保持装置８及び寝台部９の構成とこれらを構成する各ユニットの移動あるいは回動につき図２を用いて説明する。図２は、Ｘ線発生部２及びＸ線検出器３（撮像系）がその端部に取り付けられたＣアームを保持部８１とする保持装置８と被検体１５０が載置された天板９１を有する寝台部９を示している。天板９１上の一部には、角度計測治具２００及び図示しない天板マット９３を介して被検体１５０が載置されている。図２では、以下の説明を容易にするために被検体１５０の体軸方向（即ち、天板９１の長手方向）をｙ軸、保持部（Ｃアーム）８１を保持するスタンド８３の中心軸（回動軸）方向をｚ軸、ｙ軸及びｚ軸と直交する方向をｘ軸としている。
【００３５】
即ち、一方の端部（下端部）にＸ線発生部２が、又、他の端部（上端部）にＸ線検出器３が対向して取り付けられた保持部８１は、保持部ホルダ８２を介してスタンド８３に保持され、保持部ホルダ８２の側面には保持部８１が矢印ａの方向に対してスライド自在に取り付けられている。一方、保持部ホルダ８２は、スタンド８３に対し矢印ｂの方向に回動自在に取りつけられ、この保持部ホルダ８２の回動に伴って保持部８１もｘ軸を中心として回動する。又、保持部８１の端部には撮像系がｅ方向に対しスライド自在に取り付けられている。そして、ａ方向に対する保持部８１のスライド、ｂ方向に対する保持部ホルダ８２の回動及びｅ方向に対する撮像系のスライドにより、保持部８１の端部に取り付けられた撮像系を天板９１に載置された被検体１５０に対して任意の位置及び方向に設定することができる。
【００３６】
一方、床面１６０に配置された床旋回アーム８４の一方の端部は、床面１６０に対して回動軸ｚ１（第１の回動軸）で回動自在に取り付けられ、床旋回アーム８４の他の端部にはスタンド８３が、回動軸ｚ２（第２の回動軸）を中心に回動自在に取り付けられている。この場合、床旋回アーム８４の回動軸ｚ１及びスタンド８３の回動軸ｚ２は何れもｚ方向に対して設定される。
【００３７】
即ち、保持部８１の両端部に取り付けられた撮像系の位置情報は、保持部ホルダ８２に対する保持部８１のスライド移動距離、保持部ホルダ８２のｂ方向に対する回動角度、床旋回アーム８４のｄ方向に対する回動角度及びスタンド８３のｃ方向に対する回動角度、保持部８１に対する撮像系のスライド移動距離によって一義的に決定される。
【００３８】
従って、保持部８１、保持部ホルダ８２、スタンド８３及び床旋回アーム８４を所定方向へ移動あるいは回動させるために機構駆動部１０から保持装置８の各種移動機構部（即ち、保持部８１をスライド移動させる保持部スライド機構部、保持部ホルダ８２をｂ方向へ回動させる保持部ホルダ回動機構部、スタンド８３をｃ方向へ回動させるスタンド回動機構部、床旋回アーム８４をｄ方向へ回動させる床旋回アーム回動機構部及び撮像系をｅ方向へスライドさせる撮像系スライド機構部）の各々へ駆動信号が供給される。
【００３９】
一方、寝台部９の寝台９２には、被検体１５０を載置した天板９１を体軸方向（ｆ方向）へ水平移動させるための水平移動機構部とｇ方向へ垂直移動させるための垂直移動機構部が設けられている。従って、天板９１を所定方向へ移動させるために機構駆動部１０から寝台部９の水平移動機構部及び垂直移動機構部の各々へ駆動信号が供給される。
【００４０】
図１へ戻って、入力インタフェース１５は、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件を含むＸ線撮影条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行う。入力インタフェース１５は、例えば、関心領域（ＲＯＩ）の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース１５は、システム制御回路１６に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し、システム制御回路１６へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース１５はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１５の例に含まれる。
【００４１】
システム制御回路１６は、図示しないプロセッサとメモリを備え、入力インタフェース１５にて入力あるいは設定された上述の各種情報と、制御プログラムとをメモリに保存する。そして、プロセッサは、これらの入力情報や設定情報及び制御プログラムに基づいてＸ線診断装置１００の各ユニットを統括的に制御し、被検体１５０に対し安全かつ効率のよいＸ線撮影を行なう。
【００４２】
これに加え、システム制御回路１６は、画像生成回路により生成されたＸ線画像と、機構駆動部１０から検出した保持装置８及び寝台部９の位置情報を画像処理装置３０に供給する。なお、これに限らず、システム制御回路１６が画像処理装置３０を備えてもよい。また、システム制御回路１６は、画像処理装置３０からＸ線画像の解析結果としての相対位置（距離、角度）を受けると、相対位置をメモリに保存し、メモリ内の相対位置を機構駆動部１０の制御に用いる。
【００４３】
画像処理装置３０は、記憶回路３１及び処理回路３２を備えている。
【００４４】
記憶回路３１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）など電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路とを備えている。記憶回路３１は、例えば、処理回路３２に実行されるプログラムと、画像生成回路６により生成されたＸ線画像と、処理回路３２の処理に用いるデータ、処理途中のデータ及び処理後のデータ等とが記憶される。ここで、Ｘ線画像は、被検体１５０と当該被検体１５０の近傍で互いに規定間隔を空けて配置された複数の鋼球（マーカ）とを撮像して得られた画像であり、システム制御回路１６から供給される。
【００４５】
処理回路３２は、記憶回路３１内のプログラムを呼び出し実行することにより、プログラムに対応する画像解析機能３２ａ、マーカ検出機能３２ｂ及び導出機能３２ｃを実現するプロセッサである。なお、図１においては単一の処理回路３２にて画像解析機能３２ａ、マーカ検出機能３２ｂ及び導出機能３２ｃが実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。
【００４６】
ここで、画像解析機能３２ａは、記憶回路３１内のＸ線画像を解析する機能であり、マーカ検出機能３２ｂ及び導出機能３２ｃを制御する。
【００４７】
マーカ検出機能（マーカ検出手段）３２ｂは、Ｘ線画像から３つ以上の鋼球（マーカ）を検出する。ここで、Ｘ線画像内のマーカとしては、例えば、天板９１の載置面に略平行な第１平面上に、互いに規定間隔を空けて配置された３つ以上の鋼球と、第１平面に略平行な第２平面上に、互いに規定間隔を空けて配置された３つ以上の鋼球とを含んでもよい。このような場合、第１平面上の鋼球及び第２平面上の鋼球のうち、Ｘ線検出器３から遠い平面の鋼球は、Ｘ線検出器３から近い平面の鋼球よりも拡大されて撮像される。これに基づき、第１平面上の鋼球及び第２平面上の鋼球は、互いに略同一のサイズを有してもよく、マーカ検出機能３２ｂは、Ｘ線画像内の鋼球のサイズに基づいて、第１平面上の３つ以上の鋼球と、第２平面上の３つ以上の鋼球とを区別して検出してもよい。第１平面上の鋼球及び第２平面上の鋼球が略同一サイズの場合、Ｘ線検出器３との距離に応じて拡大率が変わるため、鋼球の特定が容易となる。但し、第１平面上の鋼球及び第２平面上の鋼球が略同一サイズを有しない場合でも、マーカ検出機能３２ｂは、Ｘ線画像内の鋼球のサイズに基づいて、各平面上の鋼球を区別して検出可能である。例えば、第１平面上の鋼球及び第２平面上の鋼球のうち、Ｘ線検出器３から遠い平面の鋼球は、Ｘ線検出器３から近い平面の鋼球よりも大きいサイズとしてもよい。あるいは、第１平面上のマーカ及び第２平面上のマーカが互いに異なる形状（例、球形、立方体形）を有していてもよい。また、マーカ検出機能３２ｂは、第１平面上のマーカの検出結果に基づいて、Ｘ線画像の第１の撮像角度を導出し、第２平面上のマーカの検出結果に基づいて、Ｘ線画像の第２の撮像角度を導出し、第１の撮像角度と第２の撮像角度とを平均することにより、Ｘ線画像の撮像角度を導出してもよい。
【００４８】
導出機能（導出手段）３２ｃは、当該３つ以上の鋼球（マーカ）の検出結果に基づいて、Ｘ線画像の撮像角度を導出する。ここで、導出機能３２ｃは、例えば、３つ以上の鋼球の検出結果と、複数の鋼球の位置と撮像角度とを予め設定した設定情報とに基づいて、Ｘ線画像の撮像角度を導出してもよい。また、３つの鋼球を結んだ三角形の歪み、線分の長さより、Ｘ線検出器３と鋼球との相対位置（角度、距離）を導出してもよい。
【００４９】
次に、角度計測治具２００の構成について、図３乃至図８を用いて説明する。角度計測治具２００は、被検体１５０とマーカとを撮像して得られたＸ線画像の撮像角度を導出するために用いられる。具体的には、角度計測治具２００は、図３乃至図５に示すように、フレーム２１０、固定板２１１、マーカ板２１２、支柱２２０、棒状部材２３０及びマーカ配置板２４０を備えている。なお、フレーム２１０、固定板２１１及びマーカ板２１２と、支柱２２０、棒状部材２３０及びマーカ配置板２４０とは、いずれか一方を省略してもよい。
【００５０】
ここで、フレーム２１０は、Ｘ線診断装置１００の天板９１と被検体１５０との間に介在して配置され、内周側に２つの溝を有する４つの板状部材２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄにより構成されている。
【００５１】
このようなフレーム２１０は、板状部材２１０ｄを着脱可能とし、図６に示すように、固定板２１１を溝２１０ｅで固定的に保持してもよい。この場合、フレーム２１０は、固定板２１１と略同一面積の略四角形状を有するマーカ板２１２の短辺又は長辺の方向に沿って当該マーカ板２１２を移動可能且つ着脱可能に溝２１０ｆで保持してもよい。なお、固定板２１１を保持する溝２１０ｅの幅は、固定板２１１の厚さと略同一にすればよい。マーカ板２１２を移動可能に保持する溝２１１ｆの幅は、マーカ板２１２の厚さより広くすればよい。
【００５２】
あるいは、フレーム２１０は、図７に示すように、板状部材２１０ｄを着脱不可とし、固定板２１１を溝２１０ｅで固定的に保持してもよい。この場合、フレーム２１０は、固定板２１１より小さい面積の長方形状を有するマーカ板２１２の短辺の方向に沿って当該マーカ板２１２を移動可能に溝２１０ｆで保持してもよい。
【００５３】
固定板２１１は、Ｘ線を透過させる材料で構成された板状部材であり、フレーム２１０に固定的に保持され、被検体１５０の重みを受ける。固定板２１１は、略四角形状を有していてもよい。
【００５４】
図３乃至図５に戻って、マーカ板２１２は、Ｘ線を透過させる材料で構成された板状部材であり、固定板２１１と天板９１との間に介在してフレーム２１０に移動可能に保持され、互いに規定間隔を空けて３つ以上の鋼球（マーカ）ｍｋ１１，ｍｋ１２，ｍｋ１３，…が配置されている。以下、マーカ板２１２内の第１平面ＰＬ１上の鋼球ｍｋ１１，ｍｋ１２，ｍｋ１３，…をまとめて鋼球（マーカ）ｍｋ１ともいう。ここで、鋼球ｍｋ１１，ｍｋ１２，ｍｋ１３，…の直径としては、例えば、１〜２ｍｍの範囲内としてもよい。規定間隔としては、例えば、２０〜４０ｍｍの範囲内としてもよい。
【００５５】
支柱２２０は、フレーム２１０の板状部材２１０ｂの長手方向に直交する方向に沿って、当該板状部材２１０ｂに基端部２２０ａが取り付けられている。支柱２２０は、フレーム２１０の板状部材２１０ｂの長手方向に直交する回転軸Ｒ１を有して当該回転軸Ｒ１を中心に回転可能に設けてもよい。支柱２２０は、長軸方向及び板状部材２１０ｂの長手方向に直交する回転軸Ｒ３を基端部２２０ａに有して当該回転軸Ｒ３を中心に回転可能に設けてもよい。なお、回転軸Ｒ１，Ｒ３は、例えば図７及び図８に示すように、マーカ配置板２４０をマーカ板２１２、固定板２１１及びフレーム２１０の上方から退避させる際に用いられ、必須ではなく、省略してもよい。例えば図６に示すように、支柱２２０又は棒状部材２３０を脱着させる場合には、回転軸Ｒ１，Ｒ３が不要となる。
【００５６】
図３乃至図５に戻って、棒状部材２３０は、マーカ板２１２に対向配置されて支柱２２０の先端部２２０ｂに一端２３０ａが取り付けられ、マーカ板２１２に略平行な方向に長手方向を有する。被検体１５０の体厚に応じて、棒状部材２３０の一端２３０ａの取り付け箇所を変えることにより、支柱２２０の長手方向（上下方向）に沿ってマーカ配置板２４０の位置を調整可能となっている。すなわち、マーカ配置板２４０は、被検体の体厚を考慮し、上下方向の可動域を有している。また、棒状部材２３０の長手方向に沿って第２平面ＰＬ２上でマーカ配置板２４０の位置を調整可能となっている。棒状部材２３０の先端部２２０ｂは、マーカ板２１２に直交する回転軸Ｒ２を有して当該回転軸Ｒ２を中心に回転可能に設けてもよい。回転軸Ｒ２を有する場合、マーカ配置板２４０は、回転軸Ｒ２を中心にした棒状部材２３０の回転により、第２平面ＰＬ２上を移動可能となる。
【００５７】
マーカ配置板（マーカ配置部材）２４０は、マーカ板２１２に対向配置されて棒状部材２３０の他端２３０ｂに取り付けられ、マーカ板２１２に略平行な平面（第２平面ＰＬ２）上に、互いに規定間隔を空けて３つ以上の鋼球（マーカ）ｍｋ２１〜ｍｋ２３が配置されている。ここで、鋼球ｍｋ２１，ｍｋ２２，ｍｋ２３の直径としては、例えば、１〜２ｍｍの範囲内としてもよい。規定間隔としては、例えば、２０〜４０ｍｍの範囲内としてもよい。この例では、マーカ配置板２４０に３つの鋼球を配置したが、これに限らず、マーカ配置板２４０に４つ以上の鋼球を配置してもよい。以下、第２平面ＰＬ２上の鋼球ｍｋ２１〜ｍｋ２３をまとめて鋼球（マーカ）ｍｋ２ともいう。この例では、略円形形状（リング形状）を有するマーカ配置板２４０の中心線を構成する円周上に３つの鋼球ｍｋ２１〜ｍｋ２３が配置されている。このマーカ配置板２４０の略円形形状は、穿刺用のドリルを保護する筒状部材の取り付け位置を被検体１５０上で示すための形状である。なお、マーカ配置部材としては、板状のマーカ配置板２４０に限らず、マーカが配置されれば任意の形状が使用可能である。このため、マーカ配置部材としては、板状のマーカ配置板２４０に代えて、例えば、トーラス形状のマーカ配置リングを用いてもよい。また、図４及び図５は、マーカ配置板２４０の鋼球ｍｋ２１〜ｍｋ２３と、マーカ板２１２の鋼球ｍｋ１１〜ｍｋ１３との位置関係の一例を示している。なお、図４は、位置関係を示す模式図であり、Ｘ線画像を示す図ではない。Ｘ線画像では、マーカ配置板２４０の鋼球ｍｋ２１〜ｍｋ２３と、マーカ板２１２の鋼球ｍｋ１１〜ｍｋ１３とが重ならないためである。これは、Ｘ線検出器３から遠い方の鋼球ｍｋ１１〜ｍｋ１３の投影像が、Ｘ線検出器３に近い方の鋼球ｍｋ２１〜ｍｋ２３の投影像よりも拡大されてＸ線検出器３に検出されるためである。
【００５８】
次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図９のフローチャート及び図１０乃至図１５の模式図を用いて説明する。以下の説明は、被検体１５０の背骨の隙間にデバイスを穿刺する手技に先行して、Ｘ線診断装置による撮影角度等を導出する場合を例に挙げて述べる。
【００５９】
この例では、図示しないＣＴ装置によるＣＴ撮影が事前に実行され、得られた被検体１５０の３Ｄ画像に基づき、プランニング（穿刺計画）が実行される。プランニングは、穿刺部位と目的部位を結ぶパスの指定を含んでいる。このパスは、ニードル等のデバイスの穿刺の方向と深さを示している。指定されたパスに基づき、Ｘ線診断装置１００の寝台部９及び保持装置８が、被検体１５０の撮影位置に近い位置にセットされる。Ｘ線診断装置１００において、天板９１上に載置された被検体１５０と、保持装置８との相対位置（角度、距離）が導出される（ＳＴ１〜ＳＴ６）。導出後、Ｘ線診断装置１００の相対位置が補正されると共に、鋼球（マーカ）が退避され、デバイスを穿刺する手技が行われる。
【００６０】
ここで、相対位置を導出するためのステップＳＴ１〜ＳＴ６の動作について詳細に説明する。
【００６１】
ステップＳＴ１において、上部のマーカ配置板２４０及び下部のマーカ板２１２は、操作者の手動により、それぞれ３点以上の鋼球ｍｋ１，ｍｋ２が検出されるように位置が調整される。
【００６２】
ステップＳＴ２において、Ｘ線診断装置１００によるＸ線透視が行われ、Ｘ線画像が生成される。すなわち、Ｘ線発生部２が被検体１５０に照射するＸ線を発生する。これにより、被検体１５０及び鋼球ｍｋ１，ｍｋ２にＸ線が曝射される。Ｘ線検出器５３は、被検体１５０及び鋼球ｍｋ１，ｍｋ２を透過したＸ線を検出する。画像発生回路６１は、Ｘ線検出器５３の出力に基づいてＸ線画像を生成する。Ｘ線画像は、ディスプレイ７に表示されると共に、システム制御回路１６を介して画像処理装置３０に供給される。画像処理装置３０は、Ｘ線画像を記憶回路３１に記憶する。
【００６３】
ステップＳＴ３において、処理回路３２のマーカ検出機能３２ｂは、Ｘ線画像から３つ以上の鋼球（マーカ）ｍｋ１，ｍｋ２を検出する。このとき、マーカ検出機能３２ｂは、Ｘ線画像内の鋼球のサイズに基づいて、第１平面上の３つ以上の鋼球ｍｋ１と、第２平面上の３つ以上の鋼球ｍｋ２とを区別して検出し、上部の鋼球ｍｋ２の二次元座標（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ３，ｙ３）を導出する。
【００６４】
ステップＳＴ４において、導出機能３２ｃは、上部の鋼球ｍｋ２の３点を結んだ線分より、保持部８１としてのＣアーム（Ｘ線検出器３）と、マーカ配置板２４０との相対位置（角度、距離）を導出する。
【００６５】
ステップＳＴ５において、下部の鋼球ｍｋ１についても、ステップＳＴ３〜ＳＴ４と同様の処理を実行する。すなわち、マーカ検出機能３２ｂは、Ｘ線画像内の鋼球のサイズに基づいて、第１平面上の３つ以上の鋼球ｍｋ１と、第２平面上の３つ以上の鋼球ｍｋ２とを区別して検出し、下部の鋼球の二次元座標（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ３，ｙ３）を導出する。例えば図１０及び図１１に示すように、鋼球ｍｋ１１，ｍｋ１２，ｍｋ１３のうちの２つの鋼球間の規定間隔を２Ａとするとき、下部の鋼球ｍｋ１１〜ｍｋ１３の二次元座標（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘ３，Ｙ３）は、以下の通りに導出されるとする。
【００６６】
（Ｘ１，Ｙ１）＝（０，０）
（Ｘ２，Ｙ２）＝（Ｘ１−Ａ，Ｙ１−Ａ*sqrt(3)）
（Ｘ３，Ｙ３）＝（Ｘ１＋Ａ，Ｙ１−Ａ*sqrt(3)）
但し、sqrt(3)は、３の（正の）平方根を表す。鋼球ｍｋ１１，ｍｋ１２，ｍｋ１３の二次元座標は、正三角形の頂点の位置に対応する。
【００６７】
続いて、導出機能３２ｃは、下部の鋼球ｍｋ１の３点を結んだ線分より、保持部８１としてのＣアームと、マーカ板２１２との相対位置（角度、距離）を導出する。例えば導出機能３２ｃは、相対位置のうち、回転角度を導出する際に、アフィン変換により、Ｘ線画像内の鋼球ｍｋ１２，ｍｋ１３が上記二次元座標を構成するように座標変換（回転、拡大縮小、平行移動など）を実行する。しかる後、導出機能３２ｃは、図１２に示すように、座標変換により得られた二次元座標（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ３，ｙ３）を結ぶ三角形を回転させて、正三角形になる角度θを導出する。なお、Ｘ線画像に対するＣアームの回転方向は、システム制御回路１６が位置情報から検知しているので、Ｘ線画像内の鋼球ｍｋ１２，ｍｋ１３を結ぶ直線に対応する回転軸によってＣアームを回転させる。なお、図１３に示すように、上下の鋼球ｍｋ１，ｍｋ２が構成する三角形の位置により、奥行方向を判定し、奥行方向に基づいて回転方向を推定してもよい。また、角度θの導出は、例えば図１４の（ａ）及び（ｂ）に示す関係に基づき、図１５に示すように、複数の鋼球の位置と撮像角度θとを予め設定した設定情報を用いてもよい。Ｃアーム（Ｘ線検出器３）と、マーカ板２１２との相対位置（角度、距離）のうち、距離は、Ｘ線画像内で正三角形の頂点を構成する鋼球間の距離と、マーカ板２１２上の鋼球間の距離との比に応じて導出される。
【００６８】
ステップＳＴ６において、上部及び下部の鋼球の処理結果に基づき、導出機能３２ｃは、上部の鋼球ｍｋ２の処理結果である相対位置と、下部の鋼球ｍｋ１の処理結果である相対位置とを平均する。これにより、導出機能３２ｃは、Ｃアームと、マーカ配置板２４０及びマーカ板２１２の両板との相対位置を計測（導出）する。ステップＳＴ６の終了後、Ｘ線診断装置１００の相対位置が補正されると共に、鋼球（マーカ）が退避され、デバイスを穿刺する手技が行われる。
【００６９】
上述したように本実施形態によれば、被検体の近傍で天板の載置面に略平行な第１平面上に、互いに規定間隔を空けて複数のマーカが配置される。被検体及びマーカを透過したＸ線を検出し、Ｘ線検出器の出力に基づいて、被検体とマーカとのＸ線画像を生成する。Ｘ線画像から３つ以上のマーカを検出し、３つ以上のマーカの検出結果に基づいて、Ｘ線画像の撮像角度を導出する。
【００７０】
従って、角度センサの有無によらず、正確な撮像角度を計測することができる。補足すると、Ｃアームに角度センサを設けていなくても、被検体とＣアーム（Ｘ線検出器）の相対角度を導出することができる。その結果、術前に計画したデバイスの穿刺方向と、Ｘ線画像の撮像方向とを正確に合わせることが可能となり、安心して脊椎や脳外科の治療を行うことができる。また、脊椎や脳外科の手技にとどまらず、ＣＴ装置等で撮影した３ＤボリュームデータとＸ線のリアルタイム透視画像とを正確に重ね合わせることが可能となる。また、ナビゲーションシステムが不要であるので、ナビゲーションシステムに関する不都合が存在しない。
【００７１】
また、３つ以上のマーカの検出結果と、複数のマーカの位置と撮像角度とを予め設定した設定情報とに基づいて、Ｘ線画像の撮像角度を導出する場合には、検出したマーカの検出結果に基づき、マーカの位置に対応する撮像角度を容易に導出することができる。
【００７２】
また、第１平面に略平行な第２平面上に、互いに規定間隔を空けて複数のマーカが配置された場合には、第２平面上の複数のマーカを撮像したＸ線画像に基づいて、撮像角度を導出することができる。また、上下の板で鋼球を配置することにより、より正確な角度の導出が可能となる。
【００７３】
また、第１及び第２配置手段に配置された複数のマーカが互いに略同一のサイズを有している場合、Ｘ線画像内のマーカのサイズに基づいて、第１平面上の３つ以上のマーカと、第２平面上の３つ以上のマーカとを区別して検出する。これにより、互いに異なる平面上でマーカを設けた場合でも、各平面上のマーカをＸ線画像から容易に区別することができる。
【００７４】
また、第１平面上のマーカの検出結果に基づいて、Ｘ線画像の第１の撮像角度を導出し、第２平面上のマーカの検出結果に基づいて、Ｘ線画像の第２の撮像角度を導出する。第１の撮像角度と第２の撮像角度とを平均することにより、Ｘ線画像の撮像角度を導出する。この場合、導出される撮像角度の精度を向上させることができる。
【００７５】
また、角度計測治具は、天板と被検体との間に配置されたフレームと、フレームに固定的に保持され、被検体の重みを受ける固定板と、固定板と天板との間に介在してフレームに移動可能に保持され、複数のマーカが配置されたマーカ板とを備えている。
【００７６】
これにより、Ｘ線画像から撮像角度を導出する場合には、アームの角度や寝台の位置に応じて視野に入るようにマーカ板を配置し、撮像角度の導出後には、視野から外れるようにマーカ板を移動させることができる。
【００７７】
また、マーカ板は、固定板と略同一面積の略四角形状を有し、フレームは、マーカ板の短辺又は長辺の方向に沿ってマーカ板を移動可能且つ着脱可能に保持する。この場合、Ｘ線画像から撮像角度を導出する場合には、マーカ板をフレームが保持し、撮像角度の導出後には、マーカ板をフレームから脱着させることができる。
【００７８】
あるいは、マーカ板は、固定板より小さい面積の長方形状を有し、フレームは、マーカ板の短辺の方向に沿ってマーカ板を移動可能に保持する。この場合、Ｘ線画像から撮像角度を導出する場合には、視野に入るようにマーカ板を配置し、撮像角度の導出後には、視野から外れるようにマーカ板を移動させることができる。
【００７９】
また、角度計測治具は、支柱と、支柱の先端部に一端が取り付けられた棒状部材と、棒状部材の他端に取り付けられたマーカ配置部材とを備えている。マーカ配置部材は、マーカ板に略平行な平面上に、互いに規定間隔を空けて３つ以上のマーカが配置されている。この場合、マーカ板に加え、マーカ板とは異なる平面上にマーカを配置する構成により、導出される撮像角度の精度の向上を図ることができる。
【００８０】
＜変形例＞
第１の実施形態は、鋼球ｍｋ１を結ぶ線と、鋼球ｍｋ２を結ぶ線がそれぞれ正三角形を構成する場合について説明したが、これに限らず、鋼球を結ぶ線が他の形を構成するように変形してもよい。例えば、鋼球を結ぶ線が四角形を構成してもよく、四角形の十字を構成してもよく、あるいは任意形状のメッシュを構成してもよい。すなわち、鋼球間の距離が規定間隔であれば、各鋼球を結ぶ線が任意の形を構成するように変形可能である。
【００８１】
例えば図１６乃至図２１は、図１０乃至図１５とは異なり、鋼球ｍｋ１１〜ｍｋ１４を結ぶ線が四角形の十字を構成する場合の変形例を示している。但し、この変形例は、理解を容易にするため、四角形の十字（正方形の対角線）に対応する鋼球間の距離を２Ａとしている。このような変形例としても、第１の実施形態を同様に実行して同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
＜第２の実施形態＞
図２２は、第２の実施形態に係る画像処理装置及びＸ線診断装置の構成を示す模式図であり、前述した図面と同一部分には同一符号を用いて重複した説明を省略し、ここでは、主に異なる部分について述べる。
【００８３】
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、Ｘ線診断装置１００の外部装置として、画像処理装置３０を備えている。画像処理装置３０は、記憶回路３１、処理回路３２、入力インタフェース３３及び通信インタフェース３４を備えている。記憶回路３１及び処理回路３２は、第１の実施形態と同様の構成である。
【００８４】
例えば、記憶回路３１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）など電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路とを備えている。記憶回路３１は、例えば、処理回路３２に実行されるプログラムと、画像生成回路６により生成されたＸ線画像と、処理回路３２の処理に用いるデータ、処理途中のデータ及び処理後のデータ等とが記憶される。ここで、Ｘ線画像は、被検体１５０と当該被検体１５０の近傍で互いに規定間隔を空けて配置された複数の鋼球（マーカ）とを撮像して得られた画像であり、Ｘ線診断装置１００からネットワークを介して供給され、通信インタフェース３４により書き込まれる。
【００８５】
また例えば、処理回路３２は、記憶回路３１内のプログラムを呼び出し実行することにより、プログラムに対応する画像解析機能３２ａ、マーカ検出機能３２ｂ及び導出機能３２ｃを実現するプロセッサである。なお、図２２においては単一の処理回路３２にて画像解析機能３２ａ、マーカ検出機能３２ｂ及び導出機能３２ｃが実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。
【００８６】
画像解析機能３２ａ、マーカ検出機能３２ｂ及び導出機能３２ｃは、それぞれ第１の実施形態と同様である。
【００８７】
入力インタフェース３３は、前述した入力インタフェース１５と同様の構成であり、操作者の操作に応じた電気信号を処理回路３２に出力する。但し、画像処理装置３０の入力インタフェース３３は、必須ではなく、省略してもよい。画像処理装置３０は、サーバ又はワークステーションのいずれとして設けてもよい。
【００８８】
通信インタフェース３４は、有線、無線又はその両方にてＸ線診断装置１００と通信するための回路である。
【００８９】
このような画像処理装置３０は、Ｘ線診断装置１００内の画像処理装置３０が外部装置として設けられたものとして機能する。
【００９０】
これに伴い、Ｘ線診断装置１００は、画像処理装置３０と通信するための通信インタフェース１７を備えている。他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００９１】
以上のような構成によれば、Ｘ線診断装置１００の外部装置として設けた画像処理装置３０が、第１の実施形態及びその変形例の画像処理装置と同様に動作して同様の効果を得ることができる。
【００９２】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、被検体とマーカとのＸ線画像から３つ以上のマーカを検出し、３つ以上のマーカの検出結果に基づいて、Ｘ線画像の撮像角度を導出する。従って、角度センサの有無によらず、正確な撮像角度を計測することができる。
【００９３】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU（central processing unit）、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【００９４】
各実施形態におけるＸ線発生部２は、特許請求の範囲におけるＸ線発生部の一例である。各実施形態におけるＸ線検出器３は、特許請求の範囲におけるＸ線検出器の一例である。各実施形態における保持装置８は、特許請求の範囲における保持手段の一例である。各実施形態における投影データ生成回路４及び画像生成回路６は、特許請求の範囲における画像生成手段の一例である。各実施形態における記憶回路３１は、特許請求の範囲における記憶手段の一例である。各実施形態における処理回路３２及びマーカ検出機能３２ｂは、特許請求の範囲におけるマーカ検出手段の一例である。各実施形態における処理回路３２及び導出機能３２ｃは、特許請求の範囲における導出手段の一例である。各実施形態における鋼球ｍｋ１，ｍｋ２，ｍｋ１１〜ｍｋ１４，ｍｋ２１〜ｍｋ２４は、特許請求の範囲におけるマーカの一例である。各実施形態におけるフレーム２１０、固定板２１１及びマーカ板２１２は、特許請求の範囲における第１配置手段の一例である。各実施形態におけるマーカ配置板２４０は、特許請求の範囲における第２配置手段及びマーカ配置部材の一例である。
【００９５】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９６】
２…Ｘ線発生部、３…Ｘ線検出器、５…高電圧発生器、６…画像生成回路、７…ディスプレイ、８…保持装置、９…寝台部、１０…機構駆動部、１５，３３…入力インタフェース、１６…システム制御回路、１７…通信インタフェース、３０…画像処理装置、３１…記憶回路、３２…処理回路、３２ａ…画像解析機能、３２ｂ…マーカ検出機能、３２ｃ…導出機能、８１…保持部、８２…保持部ホルダ、８３…スタンド、８４…床旋回アーム、９１…天板、９２…寝台、９３…天板マット、１００…Ｘ線診断装置、１５０…被検体、１６０…床面、２００…角度計測治具、２１０…フレーム、２１１…固定板、２１２…マーカ板、２２０…支柱、２３０…棒状部材、２４０…マーカ配置板、ｍｋ１，ｍｋ２，ｍｋ１１〜ｍｋ１４，ｍｋ２１〜ｍｋ２４…鋼球。
【図１】
2019030417.tif 000003
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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