(57)【要約】【課題】右目用画像および左目用画像の２枚の画像を用いて立体視画像を表示する立体視画像表示装置において、立体視画像上に立体形状テンプレートを合わせて表示する。【解決手段】画像処理部８ｃにおいて、立体視画像上において三次元位置を入力可能な入力部７により特定された位置に立体形状テンプレートを合成し、モニタ９に表示する。【選択図】図３
2012105047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示装置であって、
立体形状テンプレートを記憶したテンプレート記憶手段と、
前記立体視画像中において、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に前記立体形状テンプレートを表示するテンプレート表示手段とを備えてなることを特徴とする立体視画像表示装置。
【請求項２】
前記テンプレート記憶手段が、立体視されることが想定される複数の撮影対象と対応した複数の立体形状テンプレートを記憶したものであり、
前記テンプレート表示手段が、表示する立体視画像中の撮影対象に対応した立体形状テンプレートを表示するものであることを特徴とする請求項１記載の立体視画像表示装置。
【請求項３】
被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示方法であって、
立体形状テンプレートを記憶しておき、
前記立体視画像中において、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に前記立体形状テンプレートを表示することを特徴とする立体視画像表示方法。
【請求項４】
請求項３記載の立体視画像表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、右目用画像および左目用画像の２枚の画像を用いて立体視画像を表示する立体視画像表示装置および方法並びにプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、右目用画像および左目用画像の２枚の画像を組み合わせて表示することにより、視差を利用して立体視できることが知られている。このような立体視できる画像（以下、立体視画像またはステレオ画像という）は、同一の被写体を異なる位置から撮影して取得された互いに視差のある複数の画像に基づいて生成される。
【０００３】
そして、このような立体視画像の生成は、デジタルカメラやテレビなどの分野だけでなく、放射線画像撮影の分野においても利用されている。すなわち、被験者に対して互いに異なる方向から放射線を照射し、その被験者を透過した放射線を放射線画像検出器によりそれぞれ検出して互いに視差のある複数の放射線画像を取得し、これらの放射線画像に基づいて立体視画像を生成することが行われている。そして、このように立体視画像を生成することによって奥行感のある放射線画像を観察することができ、より診断に適した放射線画像を観察することができる。（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１０５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような立体視画像を特に放射線画像診断に応用する場合、例えば人工関節の立体形状テンプレートを立体視画像上の任意の位置に表示して、患者の関節の形状との合致や移植位置を確認する等、立体視画像上においてマウス等の入力手段で指定された任意の位置に立体形状テンプレートを表示可能な装置が要望されている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、右目用画像および左目用画像の２枚の画像を用いて立体視画像を表示する立体視画像表示装置および方法並びにプログラムにおいて、上記要望に応えたものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の立体視画像表示装置は、被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示装置であって、立体形状テンプレートを記憶したテンプレート記憶手段と、立体視画像中において、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に立体形状テンプレートを表示するテンプレート表示手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、「立体視可能に表示する」とは、立体視画像の構成画像を左右に並べて表示したり、立体視画像の構成画像をそれぞれ異なる偏光状態でハーフミラー上に重ね、偏光グラス等を通して表示したり、立体視画像の構成画像をレンチキュラーディスプレイで表示したり等、立体視画像の表示側において立体視に必要な要件をすべて満たして、立体視画像の構成画像を表示することを意味する。
【０００９】
本発明の立体視画像表示装置において、テンプレート記憶手段は、立体視されることが想定される複数の撮影対象と対応した複数の立体形状テンプレートを記憶したものとし、テンプレート表示手段は、表示する立体視画像中の撮影対象に対応した立体形状テンプレートを表示するものとすることが好ましい。
【００１０】
なお、撮影対象に対応した立体形状テンプレートは、撮影対象毎に１つである必要はなく、撮影対象毎に対応する立体形状テンプレートを複数記憶しておき、立体形状テンプレートを表示する際に、撮影対象に対応する複数の立体形状テンプレートの中からユーザーに選択させるようにしてもよい。
【００１１】
本発明の立体視画像表示方法は、被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示方法であって、立体形状テンプレートを記憶しておき、立体視画像中において、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に立体形状テンプレートを表示することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明による立体視画像表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の立体視画像表示装置および方法並びにプログラムによれば、被写体が撮像された互いに視差のある右目用画像および左目用画像から構成される立体視画像を立体視可能に表示する立体視画像表示装置において、立体形状テンプレートを記憶しておき、立体視画像中において、三次元位置を入力可能な入力手段により特定された位置に立体形状テンプレートを表示するようにしたので、例えば立体視画像を放射線画像診断に応用する場合等に、立体視画像上の任意の位置に人工関節等の立体形状テンプレートを表示して、患者の関節の形状との合致や移植位置を確認する等、利便性の高い装置を提供することが可能となる。
【００１４】
ここで、テンプレート記憶手段を、立体視画像に写ることが想定される複数の撮影対象と対応した複数の立体形状テンプレートを記憶したものとし、テンプレート表示手段を、表示する立体視画像中の撮影対象に対応した立体形状テンプレートを表示するものとすれば、例えば立体視画像を特に放射線画像診断に応用する場合に、撮影部位に応じて立体形状テンプレートを自動的に切り替えて表示する等、より利便性の高い装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の立体視画像表示装置の一実施の形態を用いた放射線立体視画像撮影表示システムの概略構成図
【図２】図１に示す放射線立体視画像撮影表示システムのアーム部を図１の右方向から見た図
【図３】図１に示す放射線立体視画像撮影表示システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図
【図４】立体視画像に対する立体形状テンプレート投影について説明するための図
【図５】放射線立体視画像の２Ｄ表示時の一例を示す図
【図６】放射線立体視画像の３Ｄ表示時の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の立体視画像表示装置の一実施の形態を用いた放射線立体視画像撮影表示システムについて説明する。まず、本実施の形態の放射線立体視画像撮影表示システム全体の概略構成について説明する。図１は放射線立体視画像撮影表示システムの概略構成を示す図、図２は図１に示す放射線立体視画像撮影表示システムのアーム部を図１の右方向から見た図、図３は図１に示す放射線立体視画像撮影表示システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態の放射線立体視画像撮影表示システム１は、図１に示すように、放射線画像撮影装置１０と、放射線画像撮影装置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。
【００１８】
そして、放射線画像撮影装置１０は、図１に示すように、撮影台１４と、撮影台１４に対して回転自在に取り付けられたアーム部１３を備えている。なお、図２には、図１の右方向から見たアーム部１３を示している。
【００１９】
アーム部１３はアルファベットのＬ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が図中左右方向に移動可能に取り付けられている。アーム部１３の回転および放射線照射部１６の左右方向の移動は、アーム部１３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。
【００２０】
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画像検出器１５と、放射線画像検出器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、放射線画像検出器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。
【００２１】
放射線画像検出器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だされる、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。
【００２２】
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、管電圧、時間等）を制御するものである。
【００２３】
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３に示すような制御部８ａ、データ記憶部８ｂおよび画像処理部８ｃが構成されている。
【００２４】
制御部８ａは、各種のコントローラ３１〜３４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。
【００２５】
データ記憶部８ｂは、放射線画像検出器１５によって取得された撮影角度毎の放射線画像データや種々の立体形状テンプレート等を記憶するものである。本実施の形態では、複数の撮影メニュー（撮影対象部位）に対応した複数の立体形状テンプレートセットを記憶している。具体的には、肩関節、股関節、膝関節等、部位毎にサイズや形状が異なる複数の人工関節の立体形状テンプレートをセットとして記憶している。
【００２６】
画像処理部８ｃは、立体視画像中に立体形状テンプレートを表示させるテンプレート表示手段としての機能を有する他、種々の画像処理を施すためのものである。
【００２７】
入力部７は、例えば、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たものであり、立体形状テンプレートの移動操作や、撮影メニューの選択や操作指示等の入力を受け付けるためのものである。
【００２８】
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、立体視画像を立体視可能に表示するように構成されたものである。
【００２９】
立体視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立体視画像を表示する構成を採用することができる。
【００３０】
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立体視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立体視画像を生成する構成としてもよい。
【００３１】
また、立体視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。
【００３２】
次に、本実施形態の放射線立体視画像撮影表示システムの作用について説明する。図４は立体視画像に対する立体形状テンプレート投影について説明するための図、図５は放射線立体視画像の２Ｄ表示時の一例を示す図、図６は放射線立体視画像の３Ｄ表示時の一例を示す図である。
【００３３】
まず、撮影の際の動作について説明する。
【００３４】
最初に撮影台１４の上に被験者Ｓが寝かされ、次に、入力部７おいて、撮影メニュー（撮影対象部位）、２つの異なる撮影方向がなす角度（以下、輻輳角θという）および輻輳角θを構成する撮影角度θ'の組み合わせを含む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。ここでは、撮影メニュー（撮影対象部位）として股関節撮影が選択されたものとする。
【００３５】
そして、入力部７において撮影開始の指示があると、被験者Ｓの股関節近傍の立体視画像の撮影が行われる。具体的には、まず、制御部８ａが、輻輳角θと輻輳角θを構成する撮影角度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＝４°、輻輳角θを構成する撮影角度θ’の組み合わせとしてθ’＝±２°の組み合わせが設定されているものとするが、これに限られるものではなく、撮影者は入力部７において任意の輻輳角θを設定可能である。
【００３６】
アームコントローラ３１において、制御部８ａから出力された撮影角度θ’の情報が受け付けられ、アームコントローラ３１は、この撮影角度θ’の情報に基づいて、まず右目用の放射線画像を撮影するためにアーム部１３を検出面１５ａに垂直な方向に対して＋２°傾く撮影角度θ'となる制御信号を出力する。
【００３７】
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°の位置まで回転する。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から放射線が照射され、被験者Ｓを撮影角度θ'が＋２°の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、コンピュータ８のデータ記憶部８ｂに記憶される。
【００３８】
続いて、まず左目用の放射線画像を撮影するためにアーム部１３を検出面１５ａに垂直な方向に対して−２°傾く撮影角度θ'となる制御信号を出力する。
【００３９】
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°の位置まで回転する。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から放射線が照射され、被験者Ｓを撮影角度θ'が−２°の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、コンピュータ８のデータ記憶部８ｂに記憶される。
【００４０】
次に、立体視画像表示の際の動作について説明する。
【００４１】
まず、コンピュータ８のデータ記憶部８ｂに記憶された右目用放射線画像および左目用放射線画像の２つの放射線画像信号がデータ記憶部８ｂから読み出された後、モニタ９に出力され、モニタ９において被験者Ｓの立体視画像が表示される。
【００４２】
また、図６に示すように、立体視画像上には立体形状テンプレートＴが表示される。
【００４３】
ここで表示する立体形状テンプレートＴについては、撮影メニュー（撮影対象部位）に対応した複数の立体形状テンプレートセットの中からユーザーに選択させればよい。本実施の形態では、撮影メニュー（撮影対象部位）として股関節撮影が選択されているため、サイズや形状が異なる複数の人工股関節の立体形状テンプレートセットをモニタ９に表示し、その中からユーザーに自由に選択させればよい。なお、撮影メニュー（撮影対象部位）に対応した立体形状テンプレートが１つしかない場合には、撮影メニュー（撮影対象部位）に基づいて表示する立体形状テンプレートを一義的に決定できるため、ユーザーに選択させることなく、自動的に表示させることも可能である。
【００４４】
ここで立体視画像上に立体形状テンプレートＴを表示する際の処理について詳細に説明する。
【００４５】
立体形状テンプレートＴは、モニタ９の表示面に対して３次元的に移動可能なものであり、入力部７において３次元的な位置が指定されると、画像処理部８ｃにおいて、図４に示すように、放射線画像検出器１５の検出面に対する相対位置を求めてこの位置に立体形状テンプレートＴを仮想的に配置し、まず、右目用放射線画像撮影時の撮影角度θ’において放射線画像検出器１５の検出面上に立体形状テンプレートＴが投影される位置を求め、右目用放射線画像の投影位置に立体形状テンプレートＴの投影像を画像処理により合成することにより、図５に示すような、立体形状テンプレートＴの画像を含む右目用放射線画像を得ることができる。同様に、左目用放射線画像撮影時の撮影角度θ’において放射線画像検出器１５の検出面上に立体形状テンプレートＴが投影される位置を求め、左目用放射線画像の投影位置に立体形状テンプレートＴの投影像を画像処理により合成することにより、図５に示すような、立体形状テンプレートＴの画像を含む左目用放射線画像を得ることができる。
【００４６】
上記のようにして得られた立体形状テンプレートＴの画像が合成された右目用放射線画像および左目用放射線画像に基づいて、モニタ９において立体視画像を表示することにより、立体形状テンプレートＴを含む立体視画像を表示することができる。
【００４７】
このように、三次元位置を入力可能な入力部７により特定された位置に立体形状テンプレートＴを表示するようにすれば、立体視画像を放射線画像診断に応用する場合に、立体視画像上の任意の位置に人工関節の立体形状テンプレートを表示して、患者の関節の形状との合致や移植位置を確認する等、利便性の高い装置を提供することが可能となる。
【００４８】
上記実施の形態の説明では、本発明の立体視画像表示装置の一実施の形態として、放射線立体視画像撮影表示システムに適用した例を示したが、本発明は放射線立体視画像撮影表示システムに限定されるものではなく、立体視画像を表示可能な立体視画像表示装置であればどのような装置にも適用することができる。
【００４９】
また、立体形状テンプレートについても、人工関節の立体形状テンプレートに限定されるものではなく、どのような形状としてもよい。
【００５０】
また、上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【符号の説明】
【００５１】
１     放射線立体視画像撮影表示システム
７     入力部
８     コンピュータ
８ａ   制御部
８ｂ   データ記憶部
８ｃ   画像処理部
９     モニタ
１０   放射線画像撮影装置
１３   アーム部
１４   撮影台
１５   放射線画像検出器
１６   放射線照射部
１７   放射線源
３１   アームコントローラ
３２   放射線源コントローラ
３３   検出器コントローラ
３４   圧迫板コントローラ
【図１】
2012105047.tif 000003
【図２】
2012105047.tif 000004
【図３】
2012105047.tif 000005
【図４】
2012105047.tif 000006
【図５】
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【図６】
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