JP6425884B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、画像立体視の技術を備えるＸ線診断装置に関する。

角度差のある左目用画像と右目用画像とをモニタに表示することにより、立体的に画像を視覚できるようにする画像立体視の技術がある。画像立体視は、通常の２次元ディスプレイでは分かりにくかった物体の前後関係及び物体表面の凹凸情報をユーザに容易に把握させることができる。近年、画像立体視の技術が医療分野にも適用されるようになってきている。画像立体視の技術が医療に適用されることにより、例えば、病変位置及び血管位置等が重なっている状態においても、これらの位置関係をユーザが把握することができる。ユーザは、対象部位を立体視することにより、安全で高精度な手術等が可能となる。ユーザが対象部位に関する立体視映像を視聴できるようにするためには、最適な角度差を有する左目用画像と右目用画像とがモニタに表示される必要がある。

しかしながら、ユーザ個々の最適な角度差は、ユーザの瞳孔間距離、ユーザとモニタとの距離、及びユーザの感性等で異なる。例えば、手術や治療等には、複数の人が携わるため、モニタを視聴するユーザが、その都度異なる場合がある。また、モニタの移動及びユーザの移動により、モニタに対するユーザの距離が変化する場合がある。そのため、モニタに表示された立体視映像は、限られた人及び範囲でしか視聴できないという課題がある。

特開２０１２−２２１２９０号公報

目的は、画像立体視の技術を用いた診断、治療等において、作業効率の向上を実現するＸ線診断装置を提供することにある。

本実施形態によるＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線発生部から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、Ｘ線発生部とＸ線検出部とを支持し、Ｘ線発生部とＸ線検出部とが対向するようにアイソセンタを基準として回転移動させる移動部と、３次元空間上の任意の位置のユーザから見た被検体における撮影部位への方向である視線方向の入力と、移動部の移動方向である撮影回転方向の入力を受け付ける入力部と、右目用画像を取得する右目用撮影角度群と左目用画像を取得する左目用撮影角度群とを、撮影回転方向に沿って視線方向が間に挟まれるように撮影条件を設定する撮影条件設定部と、右目用撮影角度群および左目用撮影角度群に含まれる撮影角度のそれぞれにおいて、前記撮影条件に応じて前記移動部を移動させて前記Ｘ線発生部による撮影を行う撮影制御部と、を具備することを特徴とする。

図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本実施形態に係るＸ線診断装置の架台部の外観を示す図である。 図３は、視線と視線角度とＣ形アームの撮影回転方向とを説明するための説明図である。 図４は、本実施形態に係るＸ線診断装置の記憶部が記憶しているコマンドＤＢの一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係るＸ線診断装置を用いた一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図６は、本実施形態に係るＸ線診断装置の撮影条件設定部による撮影角度設定処理を説明するための説明図である。 図７は、本実施形態に係るＸ線診断装置の自動調整処理が実行されるタイミングを説明するための第１説明図である。 図７は、本実施形態に係るＸ線診断装置の自動調整処理が実行されるタイミングを説明するための第２説明図である。 図７は、本実施形態に係るＸ線診断装置の自動調整処理が実行されるタイミングを説明するための第３説明図である。 図７は、本実施形態に係るＸ線診断装置の自動調整処理が実行されるタイミングを説明するための第４説明図である。 図８は、本実施形態に係るＸ線診断装置の画像選択部による選択処理を説明するための説明図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る医用画像表示装置２を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

本実施形態に係る医用画像表示装置２は、単体であっても、Ｘ線診断装置と組み込ませた形態のいずれでも適用できる。以下、本実施形態では、説明を簡単にするために、Ｃ形アームを備えるＸ線診断装置に医用画像表示装置２を組み込ませた装置を例に説明する。なお、医用画像表示装置２は、他のモダリティ、例えば、ＣＴ装置に組み込まれてもよい。

図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本Ｘ線診断装置１は、Ｘ線撮影に関わるＸ線撮影部と、画像処理及び画像表示に関わる医用画像表示装置２とを有する。Ｘ線撮影部は、Ｃ形アーム１１と、Ｃ形アーム支持機構１２と、寝台１３と、天板１４と、Ｘ線発生部１５と、高電圧発生部１６と、Ｘ線絞り器１７と、Ｘ線検出部１８と、移動部１９と、角度検出部２１と、撮影条件設定部２７と、撮影制御部２８と、前処理部２９と、画像発生部３０と、を有する。一方、医用画像表示装置２は、入力部２０と、音声認識部２２と、ジェスチャー認識部２３と、瞳孔間距離特定部２４と、距離特定部２５と、視差計算部２６と、記憶部３１と、画像選択部３２と、制御部３３と、表示制御部３４と、表示部３５と、保管部３６とを有する。

Ｘ線撮影部の架台部は、Ｃ形アーム１１、Ｃ形アーム支持機構１２、寝台１３、及び天板１４を有する。Ｃ形アーム支持機構１２は、Ｃ形アーム１１を回転自在に支持する。Ｃ形アーム１１は、その一端にＸ線発生部１５を保持する。Ｘ線発生部１５は、Ｘ線を発生する真空管である。Ｘ線発生部１５は、高電圧発生部１６からの高電圧（管電圧）の印加によりＸ線を発生する。Ｘ線発生部１５は、発生したＸ線を放射するための放射窓を有する。Ｘ線発生部１５の放射窓には、Ｘ線絞り器１７が取り付けられる。Ｘ線絞り器１７は、Ｘ線検出部１８の検出面上のＸ線照射野を調整することができる線錐制限器である。Ｘ線絞り器１７により、Ｘ線照射野が調整されることで、被検体への不要な被爆を低減できる。Ｃ形アーム１１は、その他端に、Ｘ線発生部１５と対向するように、Ｘ線検出部１８を保持する。Ｘ線検出部１８は、複数のＸ線検出素子を有する。複数のＸ線検出素子は、２次元のアレイ状に配列される。２次元のアレイ状の検出器はＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：平面検出器）と呼ばれる。ＦＰＤの各素子は、Ｘ線発生部１５から放射され被検体を透過したＸ線を検出する。ＦＰＤの各素子は、検出したＸ線強度に対応した電気信号を出力する。Ｘ線発生部１５の照射窓の焦点とＸ線検出部１８のＸ線検出面の中心位置とを結ぶ線を撮影軸（第５回転軸）と呼ぶ。第５回転軸まわりのＸ線検出部１８の回転は、撮影画像の上下を決定する。

図２は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の架台部の外観を示す図である。なお、Ｃ形アーム支持機構１２は、Ｃ形アーム１１を天井から吊り下げて保持する天井吊り下げ式、またはＣ形アーム１１を床置きされた機構で保持する床置き式のいずれでもよい。本実施形態では、床置き式を例に説明する。Ｃ形アーム支持機構１２は、床旋回アーム１２１、スタンド１２２、及びアームホルダ１２３を有する。床旋回アーム１２１は、その一端において、第１回転軸まわりに旋回自在に床面上に設けられる。床旋回アーム１２１は、その他端において第２回転軸まわりに回転自在にスタンド１２２が支持される。第１、第２回転軸は、直交軸と略平行である。スタンド１２２には、第３回転軸まわりに回転自在にアームホルダ１２３が支持される。第３回転軸は、直交軸と略直交する軸である。アームホルダ１２３には、Ｃ形アーム１１の形状に沿って円弧状に回転（スライド回転）自在にＣ形アーム１１が支持される。このスライド回転の回転軸は第４回転軸という。なお、Ｃ形アーム支持機構１２は、Ｃ形アーム１１を後述する長軸方向と短軸方向とに移動可能に支持してもよい。

Ｘ線発生部１５とＸ線検出器との間には、寝台１３と天板１４とが配置される。寝台１３は、被検体が載置される天板１４を直交３軸に関して移動可能に支持する。直交３軸とは、例えば、天板１４の短軸と、天板１４の長軸、及び短軸と長軸とに直交する直交軸とで定義されるものとする。以下、天板１４の長軸に沿った方向を長軸方向と呼ぶ。また、天板１４の短軸に沿った方向を短軸方向と呼ぶ。また、直交軸に沿った方向を直交軸方向と呼ぶ。

移動部１９は、後述する撮影制御部２８による制御に従って、Ｃ形アーム支持機構１２を第１乃至第５回転軸回りにそれぞれ独立に回転させる。また、移動部１９は、後述する撮影制御部２８による制御に従って、天板１４を長軸方向または短軸方向にスライド移動させ、直交軸方向に昇降移動させる。加えて、移動部１９は、長軸方向と短軸方向とのうち少なくとも一つの方向に平行な軸を回転軸として、天板１４を寝台１３の設置面に対して傾けるために天板１４を回転移動させる。以下、Ｃ形アーム１１の移動に関して、スライド移動、昇降移動、及び回転移動をまとめて移動と呼ぶ。

入力部２０は、本Ｘ線診断装置１に対して、ユーザによる指示情報を受け付けるための、インターフェースとして機能する。本実施形態において、ユーザとは、被検体に対する手技、治療等を実施する医者等を指す。指示情報とは、例えば、Ｘ線の撮影条件及びＸ線撮影の角度条件等である。Ｘ線の撮影条件とは、例えば、管電流、管電圧、及び撮影時間等である。Ｘ線撮影の角度条件とは、例えば、撮影角度の間隔、撮影回数、及び固定視差等の撮影動作に関わる条件である。固定視差とは、予め後述の記憶部３１で記憶されているユーザ距離に応じた視差の固定値である。固定視差は、例えば、後述の表示部３５に対するユーザの閲覧距離と標準的な人の瞳孔間距離とにより決定される。固定視差は、ユーザ指示に従って、適宜変更が可能である。

また、角度条件は、固定視差、後述の表示部３５に対するユーザの予想閲覧最長距離（以下、単に最長距離と呼ぶ）、及び撮影回数であってもよい。固有視差は、後述の表示部３５に対するユーザの閲覧標準距離における視差である。そのため、後述の視差計算部２６により、固定視差と最長距離とに基づいて、最長距離における視差が計算される。同様に、最短距離における視差が計算される。すると、予想されるユーザの閲覧距離の範囲に対応する視差の範囲が分かり、視差の範囲と撮影回数とに基づいて、撮影角度の間隔の導出が可能である。

入力部２０には、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、及びボタン等の入力デバイスが適宜利用可能である。具体的には、入力部２０は、Ｃ形アーム１１をユーザ指示に従って移動させるための操作ボードを有する。操作ボードは、例えば、Ｃ形アーム１１を前述の複数の回転軸周りに独立に回転させるための、ボタン、ハンドル、及びトラックボール等を有する。

また、入力部２０は、視線と撮影回転方向との入力を受け付ける。
視線とは、後述の表示部３５に立体視映像を表示したい被検体の撮影部位の方向である。撮影回転方向とは、Ｃ形アーム１１の回転方向である。本Ｘ線診断装置１は、撮影回転方向に沿って撮影動作を行う。この撮影回転方向に沿った位置には、視線に対応する位置が含まれる。

視線と撮影回転方向とは、入力画面上のユーザ操作により決定される。入力画面として、表示部３５には、視線と撮影回転方向とを入力するための位置決め用画像が表示される。位置決め用画像は、例えば、本Ｘ線診断装置１により位置決め用画像として撮影されたＸ線画像または位置決め用のモデル画像等である。ユーザは、位置決め用画像上で、表示部３５に表示する被検体の中心位置を決定することにより、視線を入力することができる。また、ユーザは、表示部３５に表示する被検体の画像の上下を決定することにより、撮影回転方向を決定することができる。

なお、位置決め用画像として、本Ｘ線診断装置１に近接して配置されたＸ線ＣＴ装置により撮影された画像であってもよい。この時、本Ｘ線診断装置１とＸ線ＣＴ装置とが、天板１４を共有するシステムであるため、Ｘ線ＣＴ装置による位置決め用画像の天板座標系と、本Ｘ線診断装置１の天板座標系とは、整合されている。これにより、本Ｘ線診断装置１とＸ線ＣＴ装置との間の被検体の位置関係が関連付けされる。

また、視線と撮影回転方向とを入力する方法として、操作ボードをユーザが操作し、視線までＣ形アームを移動させ、視線の決定に関わるボタンがユーザにより押されることにより、視線が決定されてもよい。この時、撮影回転方向は、第５回転軸まわりに回転されるＸ線検出部１８の検出面の向きにより決まる。具体的には、Ｘ線検出器におけるＸ線検出面の上下と画像発生部３０により発生されたＸ線画像の上下とが対応している場合において、Ｃ形アーム１１の撮影回転方向は、ユーザにより設定されたＸ線検出面の左右方向に設定される。また、視線の決定に関わるボタンがユーザにより押されたタイミングにおける、第４回転軸、または第３回転軸周りの向きに撮影回転方向が設定されてもよい。

図３は、視線と視線角度とＣ形アーム１１の撮影回転方向とを説明するための説明図である。図３は、視線と撮影回転方向とを入力するための入力画面の一例である。患者Ｐが天板１４に載置された状態が表示されている。図３では、直交軸に沿った軸をＸ軸、短軸に沿った軸をＹ軸、長軸に沿った軸をＺ軸としている。ユーザは、図３に入力画面上で視線を入力する。視線に対応する角度（以下、視線角度と呼ぶ）は、Ｙ軸と成す第１角度θとＸ軸と成す第２角度φとで表される。視線を設定するために、ユーザは、第１角度θと第２角度φとを入力してもよい。図３に示すように、ユーザによりＸ線検出部１８の検出面の上方向が設定された場合において、Ｃ形アーム１１の撮影回転方向は、検出面の左右方向である回転方向Ａに設定される。また、回転方向Ａは、スライド回転方向に沿った方向に設定されてもよい。

角度検出部２１は、第１乃至第５の回転軸にそれぞれ対応する５つの回転角度を検出する。そして、Ｘ線検出部１８から出力される画像データに対して、角度検出部２１により検出された角度のデータが付帯される。この時、角度とは、好適には天板座標系であるが、被検体座標系及び検査室座標系等の座標系であってもよい。

音声認識部２２は、ユーザの音声を検出するための、マイク等の音声入力デバイスを有する。ユーザの音声とは、ユーザによる発声及びユーザにより発生された音等である。マイクは、ユーザの音声を入力できる位置に設置される。マイクは、例えば、後述する表示部３５に取り付けられていてもよい。音声認識部２２は、後述する記憶部３１に記憶されているコマンドＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ：データベース）に登録されている複数の音声波形に対して、マイクを介して入力された音声波形を照合する。音声認識部２２は、入力された音声波形がコマンドＤＢに登録されている特定の音声波形と略一致した場合において、その入力された音声波形を認識する。そして、音声認識部２２は、コマンドＤＢに基づいて、認識した音声波形に対応するコマンドを各部に送信する。なお、音声認識部２２は、検出した音声が、意図するユーザが発声した音声であるかを、上述の音声認識技術により区別することができる。なお、意図するユーザとは、被検体に対して、手技、治療を行う１人に限定する必要はなく、音声認識の対象となるユーザが複数いてもよい。この場合、音声認識の対象ユーザの声が、予め本Ｘ線診断装置１に登録されていてもよい。

ジェスチャー認識部２３は、ユーザのジェスチャー動作を検出するための、カメラ等を含む検出デバイスを有する。カメラは、例えば、後述する表示部３５の上部または下部等に取り付けられており、ユーザを撮影する。ジェスチャー認識部２３は、撮影したユーザに関する複数の画像から、例えば、ユーザの手を特定部位として検出追跡し、ジェスチャー動作の形状を検出する。ジェスチャー認識部２３は、後述する記憶部３１に記憶されているコマンドＤＢに登録されている複数のジェスチャー動作形状に対して、検出したジェスチャー動作の形状を照合する。そして、検出したジェスチャー動作の形状と略一致するジェスチャー動作の形状がコマンドＤＢに登録されている場合において、ジェスチャー認識部２３は、そのジェスチャー動作を認識する。ジェスチャー認識部２３は、認識したジェスチャー動作の形状に対応するコマンドを各部に送信する。なお、ジェスチャー認識部２３は、撮影した画像に基づいて、ジェスチャー動作を実行した人物の顔を検出し、検出した人物が意図するユーザであるかを、特定することができる。また、ジェスチャー動作の対象となるユーザは、他の人物と区別されるための、例えば、帽子、衣服等にタグ等を付け、ジェスチャー認識部２３が、そのタグを検出することにより、ジェスチャー動作の検出対象か否かを判定してもよい。

瞳孔間距離特定部２４は、ユーザの瞳孔間距離を特定するための、検出デバイスを有する。検出デバイスは、例えば、カメラ等である。カメラは、後述する表示部３５の上部及び下部等に取り付けられており、特定の周期毎にユーザを撮影する。特定の周期は、予め設定されており、ユーザにより適宜変更が可能である。なお、瞳孔間距離特定部２４と既出の距離特定部２５とが、共通の検出デバイスであってもよい。瞳孔間距離特定部２４は、撮影したユーザの顔に関する画像各々から、例えば、輝度値に基づいて、両目に対応する範囲を抽出する。そして、瞳孔間距離特定部２４は、抽出した両目に対応する範囲から画像上における瞳孔間距離を特定する。そして、特定した瞳孔間距離のデータを視差計算部２６に送信する。

距離特定部２５は、表示部３５と表示部３５を閲覧しているユーザとの間の距離（以下、ユーザ距離と呼ぶ）を特定する。距離特定部２５は、ユーザ距離を特定するための位置特定デバイスを有する。位置特定デバイスは、例えば、カメラ、赤外線センサ、及び光センサ等である。距離特定部２５は、特定したユーザ距離のデータを視差計算部２６に送信する。

瞳孔間距離特定部２４と距離特定部２５とにより、それぞれ瞳孔間距離とユーザ距離とが特定されるまでの一連の処理を顔認識処理と呼ぶ。顔認識処理は、入力部２０を介してユーザにより選択されたモードで実行される。顔認識処理の実行モードには、例えば、連続モード、間欠モード、及び手動モード等がある。これらのモードは、入力部２０を介したユーザ指示に従って、適宜変更が可能である。また、瞳孔間距離特定部２４と距離特定部２５との実行モードは、非同期であってもよい。連続モードにおいて、瞳孔間距離特定部２４は、常時、顔認識処理を実行する。間欠モードにおいて、瞳孔間距離特定部２４は、所定の時間間隔毎に、顔認識処理を実行する。所定の時間間隔は、予めユーザにより設定されており、入力部２０を介したユーザ指示に従って、適宜変更が可能である。手動モードにおいて、瞳孔間距離特定部２４は、ユーザの所望するタイミングで、顔認識処理を実行する。例えば、ユーザによる特定のジェスチャー動作の実行時、ユーザによる特定の単語の発声時、ユーザによる特定の音の発生時、及び入力部２０を介した操作時等である。特定のジェスチャー動作、特定の単語、及び特定の音とは、コマンドＤＢに登録されている「顔認識処理の実行」のコマンド（以下、顔認識コマンドと呼ぶ）にそれぞれ対応するジェスチャー、単語、及び音である。ジェスチャー認識部２３は、ユーザにより実行された特定のジェスチャー動作を認識したのを契機に、顔認識コマンドを瞳孔間距離特定部２４に送信する。同様に、音声認識部２２は、ユーザにより発生された特定の単語及び特定の音を認識したのを契機に、顔認識コマンドを瞳孔間距離特定部２４に送信する。

視差計算部２６は、ユーザの瞳孔間距離とユーザ距離とに基づいて、ユーザ固有の視差（以下、ユーザ視差と呼ぶ）を計算する。ユーザ視差の計算における基準位置は、例えば、表示部３５の中心位置である。ユーザ視差の計算は、例えば、三角法等が用いられる。したがって、ユーザが表示部３５に近づくように動いた場合において、動いた後の位置におけるユーザ視差は、動く前のユーザ視差よりも広がる。視差計算部２６は、計算したユーザ視差に関するデータを画像選択部３２と撮影条件設定部２７とに送信する。

撮影条件設定部２７は、入力部２０を介してユーザにより入力されたＸ線の撮影条件に基づいて、Ｘ線の撮影条件を設定する。また、撮影条件設定部２７は、入力部２０を介してユーザにより入力されたＸ線撮影の角度条件、視線角度、及び視差に基づいて複数の撮影角度を設定する。この時使用される視差は固定視差でもユーザ視差でもよい。どちらの視差を使用するかは、入力部２０を介したユーザ指示に従って選択される。撮影条件設定部２７による複数の撮影角度の設定に関する機能を、撮影角度設定機能と呼ぶ。撮影角度設定機能の詳細説明は後述する。

撮影制御部２８は、撮影条件設定部２７で設定されたＸ線の撮影条件と撮影角度条件とに基づいて、高電圧発生部１６と移動部１９とを制御する。

前処理部２９は、Ｘ線検出部１８から出力された電気信号に対して前処理を実行する。前処理とは、例えば、各種補正処理、増幅処理、及びＡ／Ｄ変換処理等である。

画像発生部３０は、前処理を実行された電気信号に基づいて、複数のＸ線画像のデータを発生する。Ｘ線画像のデータのそれぞれには、撮影角度に関する情報が付帯される。Ｘ線画像を構成する各画素に割り付けられた画素値は、Ｘ線の透過経路上の物質に関するＸ線減弱係数に応じた値等である。

記憶部３１は、半導体メモリ等である。記憶部３１は、画像選択部３２により、後述の保管部３６から選択された２つのＸ線画像のデータを一時的に記憶する。また、記憶部３１は、Ｘ線の撮影条件、角度条件、及び視線角度のデータを記憶する。なお、記憶部３１は、入力部２０を介したユーザ指示に従って、Ｘ線の撮影条件及び角度条件を条件ＤＢとして記憶してもよい。条件ＤＢにおいて、Ｘ線の撮影条件は、例えば、被検体の年齢、体格、性別、撮影部位、及び視線角度等により階層化されて管理される。

記憶部３１は、コマンドＤＢを記憶する。コマンドＤＢは、ジェスチャー認識部２３が認識したジェスチャー動作の形状と音声認識部２２が認識したユーザ音声とを照合するためのＤＢである。

図４は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の記憶部３１が記憶しているコマンドＤＢの一例を示す図である。図４に示すように、コマンドＤＢは、複数のコマンドに対して、複数のジェスチャー動作の形状、複数の単語、及び複数の音をそれぞれ対応させたＤＢである。コマンドには、例えば、「視差を狭く」、「視差を広く」、及び「顔認識処理の実行」等がある。

保管部３６は、半導体記憶素子であるＦｌａｓｈ ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）などの半導体記憶装置及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｅｓｋ Ｄｒｉｖｅ）である。保管部３６は、複数のＸ線画像のデータを記憶する。複数のＸ線画像のデータは、左目用画像郡と右目用画像郡とに分類される。左目用画像郡とは、後述の左目角度領域に含まれる複数の撮影角度にて撮影された複数のＸ線画像を含む画像郡である。また、右目用画像郡とは、後述の右目角度領域に含まれる複数の撮影角度にて撮影された複数のＸ線画像を含む画像郡である。各角度領域に含まれる、視線角度から略同一の角度差を有する２つのＸ線画像は、それぞれ関連付けされている。医用画像表示装置２が単独の装置である場合、保管部３６は、医用画像表示装置２にインターネット等の公衆回線を介して接続される外部装置であってもよい。

画像選択部３２は、ユーザ視差または固定視差に従って、保管部３６に記憶されている左目用画像郡と右目画像郡とから、それぞれ左目用画像と右目用画像とを選択する。画像選択部３２により選択された左目用画像のデータと右目用画像のデータとは、記憶部３１に一時的に記憶される。また、画像選択部３２は、音声認識部２２とジェスチャー認識部２３とから送信された表示されている画像の切り替えを指示するコマンド（以下、画像切り替えコマンドと呼ぶ）を受信し、そのコマンドに応じて、保管部３６に記憶されている左目用画像郡と右目画像郡とから、それぞれ対応する左目用画像と右目用画像とを選択する。画像選択部３２による画像の選択処理に関する詳細説明は後述する。

制御部３３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリ回路等を有する。制御部３３は、入力部２０を介して入力された指示情報を受け取り、一時的にメモリ回路を記憶する。制御部３３は、入力情報に基づいてＸ線診断装置１の各部を制御する。具体的には、制御部３３は、画像発生部３０で発生された複数のＸ線画像のデータを、Ｘ線画像各々に付帯されている撮影角度に関するデータに従って、左目画像郡と右目画像郡とに分類し、保管部３６に記憶させる。

表示制御部３４は、画像選択部３２により選択され、記憶部３１に一時的に記憶された左目用画像のデータと右目用画像のデータとを、記憶部３１から読み出し、視線に関する立体視映像を後述の表示部３５に表示する。

例えば、裸眼式の２視差のレンチキュラーレンズ方式において、表示制御部３４は、左目用画像と右目用画像とを、それぞれ縦に帯状に分割した映像信号を表示部３５に送信する。表示部３５は、縦に帯状に分割された左目用画像と右目用画像とを交互になるように並べて表示する。分割された左目用画像と右目用画像とが交互になるように並べて表示部３５に表示される。表示部３５は、表示面上にレンチキュラーレンズを有する。レンチキュラーレンズは、ユーザの見る位置により、視線の届く位置を変化させるレンズである。レンチキュラーレンズの配置を調整することにより、右目には右目用画像が、左目には左目用画像だけが見えるため、立体視ができる。

また、眼鏡式のフレーム・シーケンシャル方式において、表示制御部３４は、１フレーム同期期間内で、左目用画像信号の後に右目用画像信号を表示部３５に送信する。表示部３５は、送信された画像信号に基づいて、画像を表示する。ユーザは、液晶シャッター眼鏡を装着して表示部３５を見る。液晶シャッターは、表示部３５による表示動作と同期して、左右の視界を交互に遮蔽する。眼鏡のシャッターが２つの画像と完全に同期して開閉することで右目には右目用画像が、左目には左目用画像だけが見えるため、立体視ができる。

本実施形態の表示制御部３４及び表示部３５について、２つの立体視方式を例に説明したが、視差を利用するいずれの立体視方式に対して、本実施形態の適用が可能である。また、多視差を利用可能な立体視方式に対しても、本実施形態の適用が可能である。

次に、本実施形態に係るＸ線診断装置１を用いた処理について図５を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係るＸ線診断装置１を用いた一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

（ステップＳ１１）
入力部２０を介したユーザ指示に従って、撮影条件設定部２７により、Ｘ線の撮影条件が設定される。

（ステップＳ１２）
入力部２０を介してユーザにより入力された視線を受け付ける。具体的には、ユーザは、入力部２０の操作ボードを操作することにより、視線に撮影軸が一致するように、Ｃ形アーム１１を移動する。そして、操作ボードに設けられた視線の決定に関わるボタンがユーザにより押されたのを契機に、視線が決定される。また、表示部３５に表示された被検体に関する位置決め用の画像上のユーザ指示に従って、視線が決定されてもよい。視線が決定されると、角度検出部２１により、視線に対応する視線角度が検出される。検出された視線角度に関するデータは、撮影条件設定部２７に送信される。

（ステップＳ１３）
撮影角度を設定するための視差が、ユーザ視差と固定視差とからユーザにより選択される。ユーザ視差が選択された場合はステップＳ１４に処理が移る。固定視差が選択された場合は、ステップＳ１５に処理が移る。

（ステップＳ１４）
瞳孔間距離特定部２４、距離特定部２５、及び視差計算部２６により、ユーザ視差が計算される。

（ステップＳ１５）
入力部２０を介してユーザにより入力された角度条件、視線角度、及び視差に基づいて、後述の撮影条件設定部２７の撮影角度設定機能により、自動的に複数の撮影角度が設定される。

（ステップＳ１６）
入力部２０を介したユーザ指示に従って、各部によりＸ線撮影が開始される。そして、撮影条件設定部２７により設定されたＸ線の撮影条件の下、設定した撮影角度で撮影されたＸ線画像が各部により収集される。収集された複数のＸ線画像のデータは、Ｘ線画像各々に付帯する撮影角度に関する情報とともに、保管部３６に記憶される。

（ステップＳ１７）
画像選択部３２により、左目用画像郡と右目用画像郡とから、それぞれ右目用画像と左目用画像とが選択される。

（ステップＳ１８）
画像選択部３２により選択された左目用画像と右目用画像とに基づいて、表示制御部３４により、視線に関する立体視映像が表示部３５に表示される。ユーザは、表示部３５に表示された立体視映像を閲覧しながら、診断、治療等を行う。

（ステップＳ１９）
切り替えコマンドを受信したのを契機に、ステップＳ１７の画像選択部３２による画像の選択に処理が移る。また、ユーザ視差に関するデータを受信し、ユーザ視差が変更したのを検知した場合において、ステップＳ１７の画像選択部３２による画像の選択に処理が移る。切り替えコマンドの受信及びユーザ視差の変更が発生するたびに、ステップＳ１７とステップＳ１８との処理が繰り返し実行される。本Ｘ線診断装置１が備えるステップＳ１７乃至ステップＳ１９の処理に対応する機能は、後述の自動調整機能と呼ぶ。自動調整機能の詳細説明は後述する。

（撮影角度設定機能）
撮影角度設定機能とは、本実施形態に係るＸ線診断装置１の撮影条件設定部２７が、入力部２０を介してユーザにより入力された角度条件、視線角度、及び視差に基づいて、自動的に複数の撮影角度を設定する機能である。撮影角度設定機能に従う処理（以下、撮影角度設定処理と呼ぶ）について、図６を参照して説明する。

図６は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の撮影条件設定部２７による撮影角度設定処理を説明するための説明図である。なお、撮影角度設定処理の説明では、図３のステップＳ１３で固定視差が選択されたものとする。また、説明を簡単にするため、視線角度を構成する第１角度θが０°であるものとする。なお、撮影角度設定処理は、第１角度θが０°ではない場合においても適用可能である。

まず、撮影条件設定部２７は、固定視差と視線角度とに基づいて、左目角度領域における撮影中心角度（以下、左目撮影中心角度と呼ぶ）と右目角度領域における撮影中心角度（以下、右目撮影中心角度と呼ぶ）とを設定する。例えば、視線角度（第１角度φ）が４５°、固定視差が４°の場合において、撮影条件設定部２７は、左目撮影中心角度は４７°に、右目撮影中心角度は４３°に設定する。視線角度に対応する撮影位置、左目撮影中心角度に対応する撮影位置、及び右目撮影中心角度に対応する撮影位置は、撮影回転方向に沿った位置に設けられる。

そして、撮影中心角度が上記のように設定されると、角度条件に従って、各角度領域における複数の撮影角度が設定される。例えば、撮影角度の間隔が０．１°、各角度領域における撮影回数が１１回の場合において、撮影条件設定部２７により、左目角度領域における複数の撮影角度がφ＝４２．５°〜４３．５°まで、０．１°間隔に設定される。また、撮影条件設定部２７により、右目角度領域における複数の撮影角度は、φ＝４６．５°〜４７．５°まで、０．１°間隔で設定される。そして、視線角度からの角度差が同じ左目角度領域の撮影角度と右目角度領域の撮影角度とが関連付けされる。例えば、左目角度領域における撮影角度φ＝４２．６°と右目角度領域における撮影角度４７．４°とは、視線角度４５°から互いに２．４°の角度差を有するため、互いに関連付けされる。

以上のような撮影条件設定部２７の撮影角度設定処理により、視線角度を中心とした左目角度領域と右目角度領域とが設定される。そして、左目角度領域に含まれる撮影角度各々の視線角度に対する角度差は、右目角度領域に含まれる撮影角度各々の視線角度に対する角度差と略一致する。

（自動調整機能）
自動調整機能とは、本実施形態に係るＸ線診断装置１の画像選択部３２が、切り替えコマンドの受信及びユーザ視差の変更の検知を契機に、左目用画像郡と右目用画像郡とから、それぞれ左目用画像と右目用画像とを自動的に選択する機能である。自動調整機能に従う処理（以下、自動調整処理と呼ぶ）について、図７と図８とを参照して説明する。なお、自動調整機能のＯＮ／ＯＦＦは、入力部２０を介したユーザ指示に従って、適宜切り替えが可能である。また、ユーザのジェスチャー、発声、及び音の発生等でも、適宜切り替え可能である。

図７は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の自動調整処理が実行されるタイミングを説明するための説明図である。図７に示すように、自動調整処理は、例えば、ユーザ距離変更時（図７Ａ）、ユーザ変更時（図７Ｂ）、ユーザによる特定のジェスチャー動作の実行時（図７Ｃ）、及びユーザによる特定の単語の発声時（図７Ｄ）等に実行される。具体的には、図７Ａに示すような、ユーザ距離が変更した場合において、まず、距離特定部２５によりユーザ距離が特定される。そして、瞳孔間距離特定部２４により瞳孔間距離が特定される。ユーザ距離と瞳孔間距離とに基づいて、視差計算部２６により、ユーザ視差が計算される。計算されたユーザ視差に関する情報は画像選択部３２に送信される。なお、自動調整処理において、距離特定部２５と瞳孔間距離特定部２４との実行モードは既出のどのモードであってもよい。図７Ｂに示すような、ユーザが変更した場合においても、図７Ａの処理と同様の処理が各部により実行される。

また、図７Ｃに示すような、ユーザによる特定のジェスチャー動作が実行された場合において、ジェスチャー認識部２３により、その特定のジェスチャーが認識され、対応する切り替えコマンドに関する信号が画像選択部３２に送信される。

さらに、図７Ｄに示すような、ユーザの特定の音声が発生された場合において、音声認識部２２により、ユーザの特定の音声が検出され、対応する切り替えコマンドに関する信号が画像選択部３２に送信される。特定の音声とは、例えば、ユーザの発声した特定の単語及びユーザにより発生された特定の音等である。

次に、画像選択部３２による画像の選択処理について図８を参照して説明する。
図８は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の画像選択部３２による選択処理を説明するための説明図である。図８の説明では、保管部３６には、１０つの画像が記憶されているものとする。１０つの画像は、左目画像群と右目画像群とに分類される。左目画像群と右目画像群とには、それぞれ撮影角度が連続した５つの画像がそれぞれ含まれている。そして、左目画像群の５つの画像と右目画像群の５つの画像とのうち、視線角度から同じ角度差を有する２つの画像は、互いに関連付けされている。例えば、左目画像群における画像（Ｌ−１）と右目画像群における画像（Ｒ−１）とは、視線角度から同じ角度差を有し、互いに関連付けされている。したがって、図８の説明では、保管部３６に、視線角度から同じ角度差を有する２つの画像から成る画像セットが、５セット記憶されている。５つの画像セットのうち、画像（Ｌ−１）と画像（Ｒ−１）とで構成される画像セット１が最も角度差（視差）が小さく、画像（Ｌ−５）と画像（Ｒ−５）とで構成される画像セット５が最も角度差（視差）が大きい。画像セット１から画像セット５まで、順に角度差が大きくなる。なお、初期状態として、表示部３５には、ユーザによる立体視のために、画像セット３（画像（Ｌ−３）と画像（Ｒ−３））が、表示制御部３４により表示されているものとする。

画像選択部３２は、ジェスチャー認識部２３及び音声認識部２２から送信された切り替えコマンドを受信したのを契機に、保管部３６に記憶されている複数の画像セット（複数の画像）から切り替えコマンドに対応した画像セット（左目画像群と右目画像群とからそれぞれ１つの画像）を選択する。例えば、画像選択部３２は、「視差を狭く」に関連する切り替えコマンドを受信したのを契機に、表示部３５に現在表示されている画像セットの角度差（視差）よりも狭い角度差（視差）を有する画像セットを、保管部３６から選択する。具体的には、画像選択部３２は、現在表示部３５に表示されている画像セット３の次に角度差（視差）の狭い画像セット２を選択する。表示制御部３４は、画像選択部３２により選択された画像セット３を、ユーザによる立体視のために、表示部３５に表示する。

また、画像選択部３２は、視差計算部２６から送信されたユーザ視差に関するデータを受信し、そのユーザ視差に対応する画像セット（左目用画像と右目用画像）を保管部３６に記憶されている複数の画像セットから（左目画像群と右目画像群とからそれぞれ１つの画像を）選択する。具体的には、画像選択部３２は、受信したユーザ視差が、受信する前のユーザ視差に対して、変化があったかを検知する。そして、受信したユーザ視差が受信する前のユーザ視差と異なる場合において、画像選択部３２は、ユーザ視差に最も近い角度差を有する画像セット（左目用画像と右目用画像と）を、保管部３６に記憶されている複数の画像セット（左目画像群と右目画像群と）から選択する。

以上に述べた撮影角度設定機能によれば、以下の効果を得ることができる。
撮影角度設定機能を備える本実施形態に係るＸ線診断装置１は、角度条件と、固定視差（またはユーザ視差）と、視線角度とに基づいて、複数の撮影角度を設定することができる。複数の撮影角度は、視線角度を中心とした左目角度領域と右目角度領域とに分類される。そして、左目角度領域に含まれる複数の撮影角度にそれぞれ対応する複数の角度差は、右目角度領域に含まれる複数の撮影角度にそれぞれ対応する複数の角度差と略一致する。撮影角度設定機能により設定された複数の撮影角度にて撮影された複数のＸ線画像を記憶する本実施形態に係るＸ線診断装置１は、ユーザの変更、ユーザの移動等があった場合においても、再撮影することなく、ユーザに対して、被検体を立体的に認識させる表示を行うことができる。したがって、撮影角度設定機能を備える本実施形態に係るＸ線診断装置１は、画像立体視の技術を用いた診断、治療等において、作業効率の向上を実現することができる。

また、以上に述べた自動調整機能によれば、以下の効果を得ることができる。
自動調整機能を備える本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、表示部３５に対するユーザの距離、または、ユーザの変更に応じて、ユーザが被検体を立体的に認識できる角度差（視差）を自動的に特定することができる。そして、ユーザ距離の変化及びユーザの変更等に応じて、自動的に表示部３５に最適な角度差を有する画像セット（左目用画像と右目用画像）を表示することができる。したがって、ユーザが変更した場合及びユーザが移動した場合等でも、ユーザは、表示部３５を見ることにより、被検体を立体的に認識することができる。また、ユーザによる特定のジェスチャー動作の実行時、ユーザによる特定の単語の発声時、及びユーザによる特定の音の発生時等を契機に、自動的に表示中の画像セット（左目用画像と右目用画像）を変更することができる。したがって、ユーザは個々の感性に合致した被検体の立体像を認識することができる。以上の効果により、自動調整機能を備える本実施形態に係るＸ線診断装置１は、診断、治療等において、作業効率を向上することができる。

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、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣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ものある。

１…Ｘ線診断装置、２…医用画像表示装置、１１…Ｃ形アーム、１２…Ｃ形アーム支持機構、１３…寝台、１４…天板、１５…Ｘ線発生部、１６…高電圧発生部、１７…Ｘ線絞り器、１８…Ｘ線検出部、１９…移動部、２０…入力部、２１…角度検出部、２２…音声認識部、２３…ジェスチャー認識部、２４…瞳孔間距離特定部、２５…距離特定部、２６…視差計算部、２７…撮影条件設定部、２８…撮影制御部、２９…前処理部、３０…画像発生部、３１…記憶部、３２…画像選択部、３３…制御部、３４…表示制御部、３５…表示部、３６…保管部、１２１…床旋回アーム、１２２…スタンド、１２３…アームホルダ

Claims (9)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
   前記Ｘ線発生部から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部とを支持し、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部とが対向するようにアイソセンタを基準として回転移動させる移動部と、
   ３次元空間上の任意の位置のユーザから見た前記被検体における撮影部位への方向である視線方向の入力と、前記移動部の移動方向である撮影回転方向の入力を受け付ける入力部と、
   右目用画像を取得する右目用撮影角度群と左目用画像を取得する左目用撮影角度群とを、前記撮影回転方向に沿って前記視線方向が間に挟まれるように撮影条件を設定する撮影条件設定部と、
   前記右目用撮影角度群および前記左目用撮影角度群に含まれる撮影角度のそれぞれにおいて、前記撮影条件に応じて前記移動部を移動させて前記Ｘ線発生部による撮影を行う撮影制御部と、を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 表示部に画像を表示させる表示制御部と、
   前記表示部に対するユーザの距離を特定する距離特定部と、
   前記ユーザの瞳孔間距離を特定する瞳孔間距離特定部と、
   をさらに具備し、
   前記撮影条件設定部は、前記視線方向と前記ユーザの距離と前記瞳孔間距離に基づいて、前記右目用撮影角度群及び前記左目用撮影角度群を設定すること、
   を特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 表示部と、
   前記表示部に対するユーザの距離を特定する距離特定部と、
   前記撮影制御部によって撮影された複数のＸ線画像から、前記ユーザの距離に基づいて決定される角度差を有する２つのＸ線画像を選択する画像選択部と、
   前記選択された２つのＸ線画像を、前記ユーザによる立体視のために前記表示部に表示する表示制御部と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
4. 前記複数のＸ線画像は、左目用画像群と右目用画像群とに分類されていること、
   を特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
5. 前記画像選択部は、前記左目用画像群と前記右目用画像群とから、それぞれ対応する前記２つのＸ線画像を選択すること、
   を特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
6. 前記ユーザの瞳孔間距離を特定する瞳孔間距離特定部をさらに具備し、
   前記画像選択部は、前記複数のＸ線画像から、前記ユーザの距離と前記ユーザの瞳孔間距離とに基づいて決定される角度差を有する２つのＸ線画像を選択すること、
   を特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
7. 前記ユーザのジェスチャーを認識するジェスチャー認識部をさらに具備し、
   前記画像選択部は、前記ユーザのジェスチャーに応じて、前記複数のＸ線画像から、２つのＸ線画像を選択し直すこと、
   を特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
8. 前記ユーザの発声した単語及び発生した音のうち、少なくとも一方を検出する音声認識部をさらに具備し、
   前記画像選択部は、前記ユーザの発声した単語及び発生した音の少なくとも一方に応じて、前記複数のＸ線画像から、２つのＸ線画像を選択し直すこと、
   を特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
9. 前記入力部は、前記視線方向として、前記被検体が載置される天板の短軸と成す第１の角度と、前記天板の直交軸と成す第２の角度との入力を受け付ける、請求項１に記載のＸ線診断装置。