(57)【要約】【課題】被写体を観察するのと同じ奥行き感となる自然な立体視の画像が得られる立体視放射線撮影装置を提供する。【解決手段】立体視放射線撮影装置10は、放射線発生部13、放射線検出部14および支持部15を備える。放射線発生部13は、被写体11に対して、離れて並ぶ２つの焦点18L，18RからＸ線12L，12Rを交互に照射する。放射線検出部14は、被写体11を透過したＸ線12L，12Rを検出する。支持部15は、放射線発生部13と放射線検出部14とをこれらが互いに対向するように支持し、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側に放射線発生部13を配設し、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側に対して反対の奥側に放射線検出部14を配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して、離れて並ぶ２つの焦点から放射線を交互に照射する放射線発生部と、
前記被写体を透過した放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線発生部と前記放射線検出部とをこれらが互いに対向するように支持し、前記被写体を観察する観察方向の手前側に前記放射線発生部を配設し、前記被写体を観察する観察方向の手前側に対して反対の奥側に前記放射線検出部を配設する支持部と
を具備することを特徴とする立体視放射線撮影装置。
【請求項２】
前記放射線検出部で検出された画像を前記２つの焦点が並ぶ方向に反転させ、この反転された画像を立体視の画像とする画像処理手段を具備する
ことを特徴とする請求項１記載の立体視放射線撮影装置。
【請求項３】
前記放射線検出部は、残光特性が３ｍｓ以下のイメージ管である
ことを特徴とする請求項１記載の立体視放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、立体視の画像を撮影する立体視放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば医療用のカテーテル等の体内での動きを観察するために、Ｘ線撮影するＸ線撮影装置が用いられている。一般的なＸ線撮影装置によってＸ線撮影される画像では奥行きが判断できず、医師等は経験と知識から奥行き情報の無い画像を補間して診察や治療を行っている。
【０００３】
また、いわゆるステレオＸ線管等のＸ線発生部を用い、立体視の画像を撮影する立体視Ｘ線撮影装置がある。この立体視Ｘ線撮影装置では、被写体に対して、Ｘ線発生部の離れて並ぶ２つの焦点からＸ線を交互に照射し、被写体を透過したＸ線をＸ線イメージ管等のＸ線検出部で検出し、立体視の画像を取得する。この立体視の画像を利用することにより、奥行きが直感的に判断できるようになる。
【０００４】
一般的なＣアームタイプのＸ線撮影装置では、施術台や検査台等の台に横になる人をＸ線撮影する場合、台の下方にＸ線発生部を配設し、上方にＸ線検出部を配設している。このＸ線撮影装置においてステレオＸ線管等のＸ線発生部を用いることにより、立体視の画像が得られるが、Ｘ線検出部に近い方の被写体の部位が小さく、遠い方の被写体の部位が大きくなる奥行き感となる。これは医師等の観察者が目視で被写体を上方から観察する奥行き感とは逆転した画像となるため、立体視の画像が得られるものの、自然な立体視の画像とならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５１８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、被写体を観察するのと同じ奥行き感となる自然な立体視の画像が得られる立体視放射線撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の立体視放射線撮影装置は、放射線発生部、放射線検出部および支持部を備える。放射線発生部は、被写体に対して、離れて並ぶ２つの焦点から放射線を交互に照射する。放射線検出部は、被写体を透過した放射線を検出する。支持部は、放射線発生部と放射線検出部とをこれらが互いに対向するように支持し、被写体を観察する観察方向の手前側に放射線発生部を配設し、被写体を観察する観察方向の手前側に対して反対の奥側に放射線検出部を配設する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態を示す立体視放射線撮影装置の構成図である。
【図２】立体視放射線撮影装置の側面図である。
【図３】(a)は被写体を光学的に観察する例を説明する説明図、(b)は観察した左右の画像を示す説明図である。
【図４】(a)は立体視放射線撮影装置による撮影を説明する説明図、(b)は撮影された左右の画像を示す説明図である。
【図５】(a)は比較例の立体視放射線撮影装置による撮影を説明する説明図、(b)は撮影された左右の画像を示す説明図である。
【図６】(a)は光学系による撮影を説明する説明図、(b)は撮影された左右の画像を示す説明図である。
【図７】(a)は立体視放射線撮影装置による撮影を説明する説明図、(b)は撮影された左右の画像を示す説明図、(c)は画像処理した画像を示す説明図である。
【図８】立体視放射線撮影装置の放射線検出部の残光特性を示す波形図である。
【図９】(a)は立体視放射線撮影装置による撮影を説明する説明図、(b)は撮影された左右の理想的な画像を示す説明図である。
【図１０】立体視放射線撮影装置の残像除去処理を(a)(b)(c)の順に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態を、図１ないし図９を参照して説明する。
【００１０】
図１および図２に、立体視放射線撮影装置10を示す。立体視放射線撮影装置10は、放射線としてＸ線を用いる立体視Ｘ線撮影装置である。
【００１１】
立体視放射線撮影装置10は、被写体11に対して放射線としてのＸ線12L，12Rを照射する放射線発生部13、被写体11を透過したＸ線12L，12Rを検出する放射線検出部14、これら放射線発生部13と放射線検出部14とが互いに対向するように支持する支持部15、およびこの支持部15を設けた本体16を備えている。
【００１２】
放射線発生部13は、いわゆるステレオＸ線管であって、被写体11に対して、左右に離れて並ぶ２つの焦点18L，18RからＸ線12L，12Rを交互に照射するＸ線管が用いられる。
【００１３】
放射線検出部14は、被写体11を透過したＸ線12L，12Rの像を可視光像に変換して出力面に映し出すイメージ管としてのＸ線イメージ管19、およびこのＸ線イメージ管19の出力面に映し出された画像を撮像する例えばＣＣＤ等の撮像素子を用いたカメラ20を備えている。Ｘ線イメージ管19の出力面には放射線発生部13からＸ線12L，12Rが交互に照射されることによって左右の画像が交互に映し出され、その画像を撮影するカメラ20からは左右の画像信号が交互に出力される。
【００１４】
支持部15は、Ｃ形のアーム21、および、このアーム21を本体16に支持する調整機構部22を備えている。調整機構部22により、アーム21の円弧に沿ってアーム21をスライドさせたり、アーム21の本体16からの距離、高さおよび角度を調整可能とする。アーム21の一端である上端に放射線発生部13が設けられ、アーム21の他端である下端に放射線検出部14が設けられ、これら放射線発生部13と放射線検出部14とが互いに対向するように支持される。そして、支持部15では、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側に放射線発生部13を配設し、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側に対して反対の奥側に放射線検出部14を配設する。例えば、施術台や検査台等の台に横になる人を医師等の観察者が上方から観察する場合、観察方向Ａは被写体11の上方から下方に向けた方向であり、被写体11の上方に放射線発生部13を配設し、被写体11の下方に放射線検出部14を配設する。
【００１５】
本体16は、車輪16aを備え、移動可能になっている。
【００１６】
カメラ20から出力される左右の画像信号はパソコン等の処理装置23に取り込む。この処理装置23により、取り込んだ画像信号から左右の画像を分け、立体視化のための画像処理を施してモニター24に表示させる。処理装置23は、立体視化および残像除去などの画像処理を施す画像処理手段25の機能を有している。モニター24は、立体視が可能な例えば裸眼立体視モニターやヘッドマウントディスプレィ等が用いられる。
【００１７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００１８】
図３(a)は被写体11として２つの被写体11a，11bを左右に離れた視点27L，27Rで観察方向Ａから光学的に観察した場合を示し、図３(b)は観察される左右の画像を示す。この場合、観察方向Ａの手前側にある被写体11aが被写体11bに比べて大きく見えるとともに被写体11aに被写体11bが隠れるため、被写体11aが被写体11bよりも手前側にある奥行き感を容易に把握できる。
【００１９】
ここで、図５(a)に比較例の立体視放射線撮影装置を示す。この比較例の立体視放射線撮影装置では、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側（図示上側）に放射線検出部14を配設し、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側に対して反対の奥側（図示下側）に放射線発生部13を配設する。
【００２０】
図５(b)に示すように、比較例の立体視放射線撮影装置で撮影された画像からは、観察方向Ａの手前側にある被写体11aが被写体11bに比べて小さく、観察方向Ａの手前側にある被写体11aが被写体11bよりも奥側にあるように観察される。このような被写体11aと被写体11bとの大きさの関係は、図３(b)に示した観察方向Ａから光学的に観察した被写体11aと被写体11bとの大きさの関係と逆転し、光学的に被写体11a，11bを観察するのと同じ奥行き感となる自然な立体視の画像とはならない。
【００２１】
それに対して、本実施形態の立体視放射線撮影装置10では、図４(a)に示すように、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側（図示上側）に放射線発生部13を配設し、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側に対して反対の奥側（図示下側）に放射線検出部14を配設している。
【００２２】
そのため、図４(b)に示すように、この立体視放射線撮影装置10で撮影された画像からは、観察方向Ａの手前側にある被写体11aが被写体11bに比べて大きく、被写体11aが被写体11bよりも手前側にあることを把握することができる。このような被写体11aと被写体11bとの大きさの関係は、図３(b)に示したように、観察方向Ａから光学的に観察した被写体11aと被写体11bとの大きさの関係と一致する。
【００２３】
したがって、観察方向Ａから光学的に被写体11a，11bを観察するのと同じ奥行き感となる自然な立体視の画像が得られる。
【００２４】
次に、画像処理手段25による画像処理について説明する。
【００２５】
画像処理手段25は、放射線検出部14で検出された画像を２つの焦点18L，18Rが並ぶ方向すなわち左右方向に反転させ、この反転された画像を立体視の画像とする機能を有する。
【００２６】
図６(a)は２つの被写体11a，11bを左右に離れた視点27L，27Rで観察方向Ａから光学的に観察した場合を示し、図６(b)は観察される左右の画像を示す。この場合、被写体11a，11bの上下左右は、観察方向Ａから観察したとおりとなる。
【００２７】
一方、立体視放射線撮影装置10では、図７(a)に示すように、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側（図示上側）に放射線発生部13を配設し、被写体11を観察する観察方向Ａの手前側に対して反対の奥側（図示下側）に放射線検出部14を配設している。
【００２８】
この場合、図７(b)に示すように、立体視放射線撮影装置10のカメラ20で撮影された画像（Ｘ線イメージ管19の出力面の画像）は、左右方向に反転した画像となっている。
【００２９】
そこで、図７(c)に示すように、画像処理手段25により、放射線検出部14で検出された画像を２つの焦点18L，18Rが並ぶ方向すなわち左右方向に反転させ、この反転された画像を立体視の画像とする。これにより、観察方向Ａから光学的に被写体11a，11bを観察するのと同じ見え方となる自然な立体視の画像が得られる。
【００３０】
なお、図４(b)および図５(b)は画像処理手段25によって画像処理した画像である。
【００３１】
また、立体視の動画を得る場合には、素早く左右の画像を切り替える必要があり、最低でも左右３０ｆｐｓ、合計６０ｆｐｓであるが、これではちらつき感が発生して酔う原因になるので、一般的な動画と同じ左右６０ｆｐｓ、合計１２０ｆｐｓに対応できることが望ましい。
【００３２】
一般的なＸ線イメージ管19の残光特性は出力面に使用されている蛍光体の特性により決まり、通常はＺｎＳ蛍光体が使用され、残光の時間は１１ｍｓである。左右３０ｆｐｓで使用する場合には、Ｘ線パルスの照射時間を５ｍｓに設定すれば、左右の画像を分離できるが、上述のように、画像にちらつきがあり、動画酔いしやすい。また、左右６０ｆｐｓで使用する場合には、Ｘ線パルスの照射時間を５ｍｓに設定しても、残像の影響により左右の画像を完全に分離できず、個人差はあるが、上手く立体視できなくなる可能性がある。
【００３３】
この残像による左右の分離不完全性を解決する手段として２つの方法がある。
【００３４】
１つ目は、残光特性が３ｍｓ以下（好ましくは０．２ｍｓ以下）のＸ線イメージ管19を使用することであり、１２０ｆｐｓでも上手く左右の画像を分離できる。一例として出力蛍光体にＹＡｌＯを使用した場合、図８に示すように、０．２ｍｓにて残光が無くなる。このため、完全に左右の画像を分離できる。
【００３５】
２つ目は、画像処理手段25によって残像除去処理を行う方法である。
【００３６】
図９(a)に示す立体視放射線撮影装置10で被写体11a，11bを撮影した場合、図９(b)に示す左画像および右画像となることが理想的となる。
【００３７】
そこで、図１０(a)は立体視放射線撮影装置10で被写体11a，11bを撮影した場合に取得される元画像である。元画像において、左の画像には右の残像が、右の画像には左の残像がある。
【００３８】
図１０(b)に示すように、画像処理手段25により、取得された元画像を例えば１/１０の強度まで薄めた補正画像を作り出す。
【００３９】
図１０(c)に示すように、さらに、画像処理手段25により、元画像から補正画像を差し引く処理を行い、残像の少ない画像を得る。
【００４０】
なお、このような画像処理では、像が動いている場合には完全に補正しきれないため、方式としては残光特性の少ないＸ線イメージ管19を使用する方が好ましい。
【００４１】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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】
【００４２】
10    立体視放射線撮影装置
11    被写体
12L，12R    放射線としてのＸ線
13    放射線発生部
14    放射線検出部
15    支持部
18L，18R    焦点
19    イメージ管としてのＸ線イメージ管
25    画像処理手段
Ａ    観察方向
【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】
2017023264.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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