JP7371100B2 - 医用撮影システム及び医用撮影処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像等の医用画像を得るための撮影をする医用撮影システム、及び、医用画像の撮影に係る処理をする医用撮影処理装置に関する。

従来、医療分野においては、被写体を撮影して得る画像を用いた診断等が普及している。例えば、Ｘ線等の放射線を用いて被写体である患者を撮影した放射線画像は、被写体内を非侵襲的に可視化することができるため、診断等に広く利用されている。

放射線画像等を用いた診断においては、放射線画像等を撮影する撮影部（例えば放射線撮影部）に対する被写体の配置が重要である。同一被写体の経時的な変化の観察、あるいは、過去の症例との比較等のためである。

このため、近年においては、撮影部に対する被写体の位置決めを支援する医用撮影装置が知られている。例えば、歯列または顎骨等を撮影対象とする歯科用Ｘ線撮像装置においては、歯列等のＸ線撮影をする際に被写体の顔を光学的に撮影しておき、その後同一被写体について歯列等のＸ線撮影をする場合に、被写体の顔部分を写すモニタに前回の撮影時の顔の輪郭等を表すゴースト画像を重畳表示することによって、前回撮影時と同様の位置に被写体を位置決めできるように支援する装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１０－１４８６５６号公報

放射線画像等の医用画像の撮影において被写体の位置決めを支援するには、例えば、被写体等の画像または映像に、被写体を配置すべき位置を表示する方法がある。

しかし、被写体等の画像または映像に、単に被写体を配置すべき位置を表示するだけでは、放射線画像等において要求される精度で被写体を位置決めすることが容易でない場合がある。

例えば、膝関節の放射線画像を得る場合、膝関節は屈曲角度及び股関節に対する旋回角度等について複雑に動き得る。このため、撮影部に対する全体的な位置（距離）等だけでなく、さらにこれら複数のパラメータに関連する配置を総合的に正確に定めて撮影を行う必要がある。この場合、上記のような２次元的な配置支援表示では、これらの複数のパラメータに関連する膝関節の立体的（３次元的）な配置を正確に把握することが難しい。

また、膝関節の正面と側面等、２方向について２次元的な配置支援表示を行うことで原理的には被写体の理想的な立体的配置を得ることができる。しかし、２方向の２次元的な配置支援表示を複合的に勘案する必要があるので、依然として、膝関節の立体的（３次元的）な配置を正確に把握することは容易でない。

そこで、本発明は、２次元的な被写体の配置支援表示をする場合と比較して、より正確かつ容易な被写体の位置決めを支援することができる医用撮影システム及び医用撮影処理装置を提供することを目的とする。

本発明の医療撮影システムは、被写体を撮影することにより、医用画像または医用画像の生成に用いるデータを得る撮影部と、撮影部に対する被写体の配置を特定するポジショニングデータを記憶するプロセッサと、撮影部と被写体とを撮影してカメラ画像を出力するカメラと、撮影部を用いて被写体を撮影する場合に、ポジショニングデータとカメラ画像を用いて、撮影部をポジショニングの基準として被写体の理想配置を立体的に表示する表示部と、を備え、ポジショニングデータは、被写体とは異なる別の被写体に係るデータであり、プロセッサは、被写体と形状及び大きさが類似する別の被写体に係るポジショニングデータを、被写体と関連付けて記憶し、被写体と形状及び大きさが類似する別の被写体に係るポジショニングデータを、被写体と関連付けて記憶することは、複数の別の被写体に係るポジショニングデータの中から、被写体の被写体情報及び／又は撮影情報を用いて、被写体と形状および大きさが類似するポジショニングデータを選択できる状態にすることであり、カメラは、撮影部に対して特定の方向に移動可能で、撮影方向を変更可能であり、表示部は、撮影方向の変更に伴い、カメラ画像に写る撮影部の向きに合わせて、被写体の理想配置の表示を調整する。

ポジショニングデータは、被写体の位置、姿勢、及び、形状を立体的に特定することが好ましい。

表示部は、被写体の立体的な位置、姿勢、及び、形状を示す態様で被写体の配置を表示することが好ましい。

表示部は、被写体の立体的な形状を被写体の凹凸を示す態様で表示することが好ましい。

プロセッサは、被写体と、表示部が表示する被写体の配置と、の差異を判定し、差異があると判定した場合に、撮影部による被写体の撮影を禁止することが好ましい。

プロセッサは、被写体と表示部が表示する被写体の配置との距離、角度、または、体積を用いて差異を判定することが好ましい。

プロセッサは、撮影部を用いて被写体を撮影する場合に、撮影部に対する被写体を複数箇所から検出し、検出結果を用いてポジショニングデータを生成することが好ましい。

本発明の医用撮影処理装置は、表示部、カメラ、及びプロセッサを備える医用撮影処理装置であって、プロセッサは、医用画像または医用画像の生成に用いるデータを得る撮影部に対する被写体の配置を特定するポジショニングデータを生成し、カメラは、撮影部と被写体とを撮影して、カメラ画像を出力し、ポジショニングデータは、被写体とは異なる別の被写体に係るデータであり、プロセッサは、被写体と形状及び大きさが類似する別の被写体に係るポジショニングデータを、被写体と関連付けて記憶し、被写体と形状及び大きさが類似する別の被写体に係るポジショニングデータを、被写体と関連付けて記憶することは、複数の別の被写体に係るポジショニングデータの中から、被写体の被写体情報及び／又は撮影情報を用いて、被写体と形状および大きさが類似するポジショニングデータを選択できる状態にすることであり、カメラは、撮影部に対して特定の方向に移動可能で、撮影方向を変更可能であり、表示部は、撮影部を用いて被写体を撮影する場合に、ポジショニングデータを用いて、撮影部をポジショニングの基準として被写体の理想配置を立体的に表示し、撮影方向の変更に伴い、カメラ画像に写る撮影部の向きに合わせて、被写体の理想配置の表示を調整する。

本発明の医用撮影システム及び医用撮影処理装置によれば、２次元的な被写体の配置支援表示をする場合と比較して、より正確かつ容易な被写体の位置決めを支援することができる。

医用撮影システムの概略図である。 医用撮影処理装置の構成を示すブロック図である。 医用撮影処理装置を構成するカメラを示す説明図である。 放射線撮影部に対する手関節の理想的な配置を示す説明図である。 放射線撮影部に対する手関節の傾斜を示す説明図である。 別の方向から見た放射線撮影部に対する手関節の傾斜を示す説明図である。 被写体の配置を支援する表示の形態を示す説明図である。 放射線撮影部に対する膝関節の傾きを示す説明図である。 膝関節の配置に係る別のパラメータを示す説明図である。 判定部及び制御部を有する医用撮影処理装置を示すブロック図である。 ポジショニングデータ生成部を有する医用撮影処理装置を示すブロック図である。 表示制御部を有する医用撮影処理装置を示すブロック図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、医用撮影システム１０は、撮影部１１と、医用撮影処理装置１２と、を備える。

撮影部１１は、被写体Ｏｂｊを撮影することにより、医用画像または医用画像の生成に用いるデータ（以下、医用画像等という）を得る。医用画像とは、医学的な観察、検査及び／または診断等に使用する画像であり、例えば、Ｘ線等の放射線を用いて被写体Ｏｂｊを撮影して得る放射線画像である。医用画像の生成に用いるデータとは、例えば、断層画像の生成に利用する撮影データである。すなわち、医用画像の生成に用いるデータとは、診断等に使用する医用画像が単純な撮影によって直接的に得られない場合に、その医用画像を得るために取得する前駆的な画像その他のデータである。

撮影部１１は、被写体Ｏｂｊをポジショニングして撮影することにより医用画像等を得る任意の装置を用いて構成することができる。例えば、撮影部１１は、Ｘ線その他の放射線を用いて被写体Ｏｂｊを撮影する放射線撮影装置である。

被写体Ｏｂｊのポジショニングとは、撮影部１１を構成する１または複数の特定の物（以下、単に「撮影部１１」という）に対する被写体Ｏｂｊの位置を調整し、位置決めすることをいい、これらの物に対する被写体Ｏｂｊの姿勢を調整することを含む。被写体Ｏｂｊの姿勢とは、被写体Ｏｂｊの全体または部分の空間的な向きを決定する角度に関する情報をいい、被写体Ｏｂｊの全体または部分が変形し得る場合には被写体Ｏｂｊが特定の形状をとっている状態の空間的な向きを決定する角度に関する情報である。

医用撮影処理装置１２は、撮影部１１を用いた医用画像等の撮影において、撮影部１１を操作する医師または技師等の使用者２５に、被写体Ｏｂｊのポジショニングに係る情報を提供するための処理をする。これにより、医用撮影処理装置１２は、使用者２５による被写体Ｏｂｊのポジショニングを支援する。

本実施形態においては、撮影部１１は放射線を用いて被写体Ｏｂｊを撮影することにより、被写体Ｏｂｊの透視画像を得る放射線撮影装置である。このため、撮影部１１は、放射線源１３、放射線撮影部１４、及び、コンソール２０を備える。

放射線源１３は、撮影に必要な放射線Ｒａを発生する装置であり、放射線Ｒａを発生する放射線管と、放射線管が放射線Ｒａを発生するために必要な高電圧を発生する高電圧発生回路等からなる。放射線源１３は、放射線管の管電圧及び管電流等を調節することにより、線質（いわゆるエネルギー分布）が異なる複数種類の放射線を発生できる。放射線源１３が発生する放射線のエネルギーは撮影条件の１つである。本実施形態においては、放射線源１３はＸ線を発生するＸ線源である。このため、撮影部１１はＸ線を用いて被写体Ｏｂｊを撮影することにより、被写体ＯｂｊのＸ線画像を取得するＸ線撮影装置である。被写体Ｏｂｊは例えば人体または人体の部分である。放射線源１３は、放射線Ｒａを受ける放射線撮影部１４に対して位置調整をする。少なくとも放射線源１３と放射線撮影部１４との相対的な位置関係に関して、診断等に使用可能な適切な放射線画像を得るためである。

放射線撮影部１４は、放射線源１３が発生した放射線Ｒａを用いて被写体Ｏｂｊを撮影する。このため、放射線撮影部１４は、放射線Ｒａを用いて被写体Ｏｂｊを撮影する１または複数の放射線検出パネルを有する。放射線撮影部１４はいわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）である。このため、放射線撮影部１４は、放射線検出パネルによって被写体Ｏｂｊを透過した放射線Ｒａを検出して電気信号に変換することにより、被写体Ｏｂｊの放射線画像を出力する。この放射線画像は医用画像の１つである。放射線撮影部１４を用いた撮影においては、必要に応じてグリッド（図示しない）を併用できる。グリッドは、放射線の散乱線成分を除去する装置であり、例えば、静止型のリスホルムブレンデ、または、移動型のブッキーブレンデ等である。被写体Ｏｂｊは放射線撮影部１４に対してポジショニングをする。被写体Ｏｂｊまたは撮影対象である被写体Ｏｂｊの部分について、診断等に使用可能な適切な放射線画像を得るためである。

コンソール２０は、放射線源１３及び放射線撮影部１４等の動作を制御する制御装置（コンピュータ）であり、表示部２１、操作部２２、及び、画像生成部２３等を備える。表示部２１は、例えば液晶ディスプレイ等であり、撮影した長尺放射線画像その他の放射線画像の表示、及び、その他操作または設定等に係る必要な表示をする。操作部２２は、撮影条件等の設定入力、放射線源１３及び放射線撮影部１４の操作に用いる、例えばキーボード及び／またはポインティングデバイス等である。表示部２１及び操作部２２はタッチパネルで構成することができる。画像生成部２３は、放射線撮影部１４の出力を用いて放射線画像を生成する。

図２に示すように、医用撮影処理装置１２は、情報取得部３１、記憶部３２、表示部３３、及び、カメラ３４を備える。医用撮影処理装置１２には、情報取得部３１、記憶部３２、判定部２０１（図１０参照）、制御部２０２（図１０参照）、被写体検出部３０１（図１１参照）、ポジショニングデータ生成部３０２（図１１参照）、及び表示制御部３０５（図１２参照）等に関するプログラムがメモリ（図示せず）に組み込まれている。プロセッサによって構成される総合制御部（図示せず）によってそのプログラムが動作することで、情報取得部３１、記憶部３２、判定部２０１（図１０参照）、制御部２０２（図１０参照）、被写体検出部３０１（図１１参照）、ポジショニングデータ生成部３０２（図１１参照）、及び表示制御部３０５（図１２参照）等の機能が実現する。

情報取得部３１は、例えば、コンソール２０に直接的または間接的に接続し、氏名もしくはＩＤ（identifier）及び体格（例えば撮影部位の大きさ及び厚さ等）等の被写体Ｏｂｊを特定する被写体情報、並びに、撮影部位、撮影方向、及びその他撮影形態に関する撮影情報を取得する。これにより、医用撮影処理装置１２は、撮影部１１と連携する。「撮影部位」とは、撮影対象とする被写体Ｏｂｊの部分であり、例えば、頭部、胸部、腹部、大腿部、下腿部、手関節、または、膝関節等である。「撮影方向」とは、ＰＡ（Posterior-Anterior）またはＡＰ（Anterior-Posterior）等、撮影における大局的な被写体Ｏｂｊの向きである。「その他」の撮影形態とは、例えば立位または臥位等、撮影における被写体Ｏｂｊの大局的な姿勢及び／または形状等である。

記憶部３２は、１または複数のポジショニングデータ３５を記憶する。ポジショニングデータ３５とは、撮影部１１に対する被写体Ｏｂｊの配置を特定する情報である。ポジショニングデータ３５は、具体的には、撮影部１１を用いて被写体Ｏｂｊを撮影する場合の被写体Ｏｂｊの位置、姿勢、及び、形状を立体的に特定する。「立体的に特定する」とは、撮影部１１がある撮影室等の３次元空間において、撮影時に基準となる物（ここでは放射線撮影部１４）との相対的な関係を特定することをいう。本実施形態においては、医用撮影処理装置１２は、放射線撮影装置である撮影部１１と連携するので、記憶部３２は、放射線撮影部１４に対する被写体Ｏｂｊの位置、姿勢、及び、形状を立体的に特定するための情報をポジショニングデータ３５として記憶している。

記憶部３２は、被写体Ｏｂｊごとに、または、被写体Ｏｂｊの撮影部位ごとに、ポジショニングデータ３５を記憶している。例えば、記憶部３２は、ポジショニングデータ３５として、特定の被写体Ｏｂｊの撮影部位の１つである手関節のポジショニングデータと、その被写体Ｏｂｊの別の撮影部位の１つである膝関節のポジショニングデータの２種類の情報を記憶している。このため、医用撮影処理装置１２は、情報取得部３１が取得した被写体情報及び撮影情報を用いて、実施をする撮影に関連するポジショニングデータ３５を適宜選択して使用できる。

また、ポジショニングデータ３５は、被写体Ｏｂｊに係るデータ、撮影対象である被写体Ｏｂｊとは別の被写体に係るデータ、または、模式的なモデルデータである。被写体Ｏｂｊに係るデータとは、過去の撮影における撮影部１１（またはこれと同種の撮影装置（撮影部１１と同じ撮影形態をとり得る装置））に対する被写体Ｏｂｊの配置を表すデータである。すなわち、被写体Ｏｂｊに係るデータとは、過去の撮影における被写体Ｏｂｊ自身の位置、姿勢、及び、形状を特定する情報である。別の被写体に関するデータとは、現在の撮影対象である被写体Ｏｂｊとは別人の過去の撮影における位置、姿勢、及び、形状を特定する情報である。模式的なモデルデータとは、特定の被写体の撮影実績には関連せず、被写体Ｏｂｊの理想的な位置、姿勢、及び、形状を一般的に定める情報であり、例えば、コンピュータグラフィックスによる３次元モデルである。なお、被写体Ｏｂｊに係るデータ、及び、別の被写体に係るデータは、コンピュータグラフィックスによる３次元モデルにしておくことができる。この場合、３次元モデルであるが、被写体Ｏｂｊに係るデータ、及び、別の被写体に係るデータである。

本実施形態においては、ポジショニングデータ３５は、被写体Ｏｂｊに係るデータ、すなわち、過去の撮影における被写体Ｏｂｊ自身の位置、姿勢、及び、形状を特定する情報である。過去の撮影と同じ位置、姿勢、及び、形状の再現を支援するためである。また、本実施形態においては、ポジショニングデータ３５は、過去の撮影における被写体Ｏｂｊの位置、姿勢、及び、形状を、３次元モデルにしたものである（図７参照）。

ポジショニングデータ３５が、撮影対象である被写体Ｏｂｊとは別の被写体に関するデータ、または、模式的なモデルデータである場合、撮影対象である被写体Ｏｂｊが過去の撮影を行ったことがない場合に、すなわち被写体Ｏｂｊが初めて撮影をする場合においても、そのポジショニングを適切に支援できる。そのために、ポジショニングデータ３５が別の被写体に係るデータである場合、記憶部３２は、被写体Ｏｂｊと形状及び大きさが類似する別の被写体に係るポジショニングデータを、被写体Ｏｂｊと関連付けて記憶する。また、ポジショニングデータ３５が模式的なモデルデータである場合には、被写体Ｏｂｊと形状及び大きさが類似するモデルデータを、被写体Ｏｂｊと関連付けて記憶する。「関連付けて記憶する」とは、複数のポジショニングデータ３５の中から、撮影を実施する被写体Ｏｂｊの被写体情報及び／または撮影情報を用いて、被写体Ｏｂｊと形状及び大きさが類似する等関連性が高いデータを円滑に選択できる状態にすることをいう。

表示部３３は、撮影部１１を用いて被写体Ｏｂｊを撮影する場合に、ポジショニングデータ３５を用いて、撮影部１１に対する被写体の配置を立体的に表示する。具体的には、表示部３３は、被写体Ｏｂｊの立体的な位置、姿勢、及び、形状を示す態様で、撮影部１１に対する被写体Ｏｂｊの配置を表示する。これにより、表示部３３は、ポジショニングの目標となる被写体Ｏｂｊの配置を使用者２５に案内する。

立体的な位置を示す態様とは、撮影部１１に対して被写体Ｏｂｊを配置すべき位置を、使用者２５が表示部３３の表示内容から認識できる態様をいう。立体的な姿勢を示す態様とは、撮影部１１に対して被写体Ｏｂｊがとるべき相対的な姿勢を、使用者２５が表示部３３の表示内容から認識できる態様をいう。立体的な形状を示す態様とは、被写体Ｏｂｊがとるべき特定の３次元的形状（例えば関節の曲がり角等の全体的な形状）を、使用者２５が表示部３３の表示内容から認識できる態様をいう。特に、本実施形態においては、表示部３３は、被写体Ｏｂｊの立体的な形状を、全体的な形状を示す他、さらに被写体Ｏｂｊの凹凸（筋肉または脂肪等付き具合等）を示す態様で表示する。使用者２５が、被写体Ｏｂｊの立体的形状を、より正確に認識できるようにするためである。

表示部３３は、例えば、撮影部１１のうち被写体Ｏｂｊのポジショニングの基準となる構成物及び被写体Ｏｂｊを画面内に表示するディスプレイ（液晶表示装置等）、被写体Ｏｂｊの配置を投影することにより表示する投影機（プロジェクタ等）、または、被写体Ｏｂｊの配置を現実に重畳して認識させる拡張現実（ＡＲ（Augmented Reality））ディスプレイ等である。表示部３３を構成するＡＲディスプレイは、例えば、シースルー型のヘッドマウントディスプレイ等である。

カメラ３４は、撮影部１１のうち少なくとも被写体Ｏｂｊのポジショニングにおいて基準となる構成物（ここでは放射線撮影部１４）と、被写体Ｏｂｊと、を可視光または赤外光等を用いて撮影する。カメラ３４が出力する映像または画像（以下、カメラ画像という）は、表示部３３が、その具体的構成によって使用する場合がある。例えば、表示部３３が液晶表示装置である場合、表示部３３はカメラ画像を表示し、かつ、カメラ画像に重畳して撮影部１１に対する被写体Ｏｂｊの配置を表示する。

また、図３に示すように、カメラ３４は、撮影部１１に対して例えば矢印３７の方向に移動可能となっており、撮影範囲３８に撮影部１１及び被写体Ｏｂｊを捉えたまま、複数の方向からこれらを撮影することができる。カメラ３４の撮影方向を変更した場合、カメラ画像における撮影部１１及び被写体Ｏｂｊの向き等が変わる。このため、表示部３３は、カメラ画像に写る撮影部１１の向きに合わせて、被写体Ｏｂｊの配置の表示を調整する。

以下、上記のように構成する医用撮影システム１０及び医用撮影処理装置１２の作用を説明する。図４に示すように、例えば、被写体Ｏｂｊが手関節であり、手関節側面の放射線画像を得るとする。この場合、被写体Ｏｂｊは、通常は、放射線撮影部１４に対して約７度傾斜して配置する。被写体Ｏｂｊの長手方向を向ける放射線撮影部１４の辺に沿った方向をＸ方向とし、これに垂直な放射線撮影部１４の辺に沿った方向をＹ方向とし、かつ、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向（放射線撮影部１４の法線方向）をＺ方向とすれば、便宜的に示す被写体Ｏｂｊがある面３９を、放射線撮影部１４の法線（図示しない）に対してＹ方向に約７度傾斜させるのが理想的な被写体Ｏｂｊの配置である。この角度を基準として、±５度以上の傾斜である場合、得られた手関節側面の放射線画像は撮影失敗（いわゆる写損）として扱われ、再撮影が必要となるからである。また、過去に同じ被写体Ｏｂｊの撮影を行っている場合、その過去の撮影においても上記のように撮影を行っているため、過去の撮影において得た放射線画像との適正に比較し得るようにするためにも、上記基準を遵守する必要がある。さらに、写損にならない範囲内において、新たに撮影する放射線画像は、過去の撮影とできる限り同じ位置、姿勢、及び、形状で撮影することが望ましい。過去の撮影において得た放射線画像との特に正確に比較し得るようにするためである。

しかし、現実に被写体Ｏｂｊをポジショニングする場合、この理想的な配置から被写体Ｏｂｊがずれる場合がある。例えば、図５に示すように、Ｘ方向から見ると、被写体Ｏｂｊの理想配置４０を基準として、現実の被写体ＯｂｊがＸ方向の回りに角度θｘ（度）ずれている場合がある。角度θｘが大きく、写損になることが明白である程度に被写体Ｏｂｊが理想配置４０から大きく傾いていれば、被写体Ｏｂｊのポジショニングの方向性は明らかである。しかし、上述の通り、許容できる傾斜は理想配置４０から±５度未満とわずかであるから、被写体Ｏｂｊをある程度正確にポジショニングし、角度θｘが比較的小さい場合には、写損になるか、あるいは、過去に撮影した放射線画像と比較し得る放射線画像が得られるかのポジショニングの正確性に係る判断（以下、ポジショニング判断という）をすることが難しくなる。特に、Ｙ方向から被写体Ｏｂｊを見ると、角度θｘが比較的小さい場合には、理想配置４０と現実の被写体Ｏｂｊの高さ（Ｚ方向の長さ）の差ΔＺはほとんど認識し得ない。このため、被写体ＯｂｊをＹ方向から見ても、ポジショニング判断は困難である。

また、図６に示すように、被写体Ｏｂｊの手掌尺側を放射線撮影部１４につけるが、その押し当て加減等によっては、現実の被写体Ｏｂｊは理想配置４０からＹ方向の回りに、回転している場合がある。このＹ方向の周りの回転の角度θｙ（度）も写損等の原因となる。そして、被写体Ｏｂｊをある程度正確にポジショニングし、角度θｙが比較的小さい場合にはポジショニング判断は難しく、特に、Ｘ方向から見ても角度θｙに関するポジショニング判断は困難である。

そこで、医用撮影システム１０及び医用撮影処理装置１２は、図７に示すように、表示部３３に、ポジショニングデータ３５を用いて、撮影部１１のうちポジショニングの基準となる放射線撮影部１４に対する被写体Ｏｂｊの理想配置４０を立体的に表示する。この表示部３３による配置支援表示によれば、使用者２５は、被写体Ｏｂｊを配置すべき位置、姿勢、及び、形状を一見して正確に把握できる。すなわち、表示部３３の配置支援表示によれば、被写体Ｏｂｊを配置すべき位置、姿勢、または、形状のいずれかだけでなく、これらを総合的に感得できる。その結果、被写体Ｏｂｊをある程度正確にポジショニングした後であっても、ポジショニング判断を正確に行い、被写体Ｏｂｊを容易に理想配置４０にポジショニングすることができる。

例えば、従来のようにＸ方向及びＹ方向からみた被写体Ｏｂｊに理想配置４０の輪郭４１を重畳する２次元的（平面的）な表示によって被写体Ｏｂｊの理想配置４０を示す場合を考えると、Ｘ方向からみて被写体Ｏｂｊを理想配置４０に近づけてポジショニングした後、Ｙ方向からみるとずれある場合がある。そして、これを勘案してさらにＹ方向からみて被写体Ｏｂｊを理想配置４０に近づけてポジショニングした後、再びＸ方向からみると、被写体Ｏｂｊが理想配置４０からずれている場合がある。このため、従来の２次元的な理想配置４０の提示方法では、理想配置４０を感得し得るだけの情報が含まれているにもかかわらず、被写体Ｏｂｊの正確なポジショニングは容易でない。これに対し、医用撮影システム１０及び医用撮影処理装置１２の表示部３３における理想配置４０の立体的表示によれば、角度θｘ及び角度θｙ等の複数のポジショニングに係るパラメータを個別に意識しなくても、被写体Ｏｂｊを配置すべき位置、姿勢、及び、形状について総合的に認識できる。このため、表示部３３の配置支援表示をみて被写体Ｏｂｊをポジショニングすることで、正確かつ容易な被写体Ｏｂｊの位置決めを支援することができる。

また、表示部３３の配置支援表示は、ワイヤフレーム４２により、理想配置４０における被写体Ｏｂｊの輪郭４１だけでなく、その凹凸をも示す。このため、位置、姿勢、及び、形状を特に正確に認識しやすい。その結果、特に容易かつ正確に被写体Ｏｂｊを理想配置４０にポジショニングすることができる。

上記第１実施形態においては、被写体Ｏｂｊが手関節である場合を例に挙げたが、被写体Ｏｂｊは任意である。例えば、図８に示すように、膝関節を被写体Ｏｂｊとすることができる。そして、表示部３３の理想配置４０を立体的に表示する配置支援表示によれば、被写体Ｏｂｊが膝関節である場合も、被写体Ｏｂｊを配置すべき位置、姿勢、及び、形状について総合的に認識できる。具体的には、被写体Ｏｂｊが膝関節であり、かつ、膝関節側面の放射線画像を撮影する場合（図８）、膝関節部分５１の他、膝関節部分５１の前後に続く大腿部５２及び下腿部５３を放射線撮影部１４に当接して撮影を行う。このように被写体Ｏｂｊをポジショニングする場合、体重ののせ方あるいは力み具合等によって、例えば、放射線撮影部１４の辺に平行な軸５７の周りに膝関節部分５１、大腿部５２、及び／または、下腿部５３の回転（ひねり）が生じる。すなわち、軸５７まわりの回転の角度αがポジショニングの成否を決めるパラメータの１つである。

また、図９に示すように、膝関節部分５１の骨及び軟骨等の位置関係は、大腿部５２及び下腿部５３のなす角度βによって変化するので、この角度βも被写体Ｏｂｊのポジショニングの成否を決めるパラメータの１つである。さらに、通常は、下腿部５３を放射線撮影部１４の辺に平行にして撮影を実施するので、下腿部５３と放射線撮影部１４の辺に平行な軸５７とのなす角γも、ポジショニングの成否を決めるパラメータである。

被写体Ｏｂｊが膝関節である場合、そのポジショニングにおいては上記のように角度α、角度β、及び、角度γ等の複数のパラメータを考慮しなければならないが、正確に把握することは容易でない。そこで、上記第１実施形態と同様に、表示部３３に膝関節側面の放射線画像を撮影する場合の理想配置（図示しない）を立体的に表示すれば、上記複数のパラメータを個別に考慮しなくても、被写体Ｏｂｊである膝関節を配置すべき位置、姿勢、及び、形状を総合的に認識できる。その結果、容易かつ正確に被写体Ｏｂｊをその理想配置にポジショニングすることができる。手関節及び膝関節以外の関節、その他の被写体Ｏｂｊについても同様である。

なお、上記第１実施形態においては、表示部３３は上記配置支援表示において、ワイヤフレーム４２の代わりに等高線等を表示してもよい。また、ワイヤフレーム４２の代わりに、理想配置４０をいわゆるソリッドモデルで表示する場合にはテクスチャの色彩によって被写体Ｏｂｊの凹凸を示すことができる。

また、ポジショニングデータ３５は、放射線撮影部１４に対する放射線源１３の位置及び姿勢を立体的に特定する情報を含むことができる。被写体Ｏｂｊの理想配置４０の表示と同様に、表示部３３に放射線源１３の理想配置を表示することにより、放射線源１３の位置決めを支援することができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態においては、ポジショニングデータ３５を用いて表示部３３における配置支援表示をしているが、ポジショニングデータ３５は他の制御にも使用できる。例えば、図１０に示すように、医用撮影処理装置１２には、判定部２０１及び制御部２０２を設けることができる。

判定部２０１は、実際の被写体Ｏｂｊと、表示部３３が表示する被写体Ｏｂｊの理想配置４０と、の差異を判定する。被写体Ｏｂｊと理想配置４０との差異とは、例えば、被写体Ｏｂｊと理想配置４０の対応する部分間の距離もしくはその平均等、被写体Ｏｂｊと理想配置４０がなす角度、または、被写体Ｏｂｊと理想配置４０の重複する部分（あるいは重複しない部分）の体積、等である。したがって、判定部２０１は、被写体Ｏｂｊと、表示部３３が表示する被写体Ｏｂｊの理想配置４０との距離、角度、及び／または、体積を用いて上記差異を判定する。判定部２０１は、例えば異なる方向から撮影した複数のカメラ画像を用いて実際の被写体Ｏｂｊの位置、姿勢、及び、形状を算出等して得ることができる。また、判定部２０１は、表示部３３が配置支援表示に使用するポジショニングデータ３５から、理想配置４０における被写体Ｏｂｊの位置、姿勢、及び、形状を得ることができる。したがって、判定部２０１は、上記差異の判定をすることができる。また、判定部２０１は、例えば、上記差異を所定の閾値と比較し、差異が閾値よりも大きく、実際の被写体Ｏｂｊと理想配置４０が乖離している場合に「差異がある」と判定する。

制御部２０２は、判定部２０１が「差異がある」と判定した場合に、撮影部１１による被写体Ｏｂｊの撮影を禁止する。「撮影を禁止する」とは、放射線Ｒａの曝射をインターロックする等の処置により、使用者２５の指示があったとしても、強制的に撮影の実行を妨げることをいう。

上記のように、ポジショニングデータ３５は、理想配置４０との差異の判定に使用できる。そして、この判定は、使用者２５が行うポジショニング判断を簡易的かつ自動的に行うものである。したがって、上記のように、ポジショニングデータ３５を理想配置４０からの差異の判定の結果、差異が大きい場合に、撮影を禁止すれば、写損を低減できる。その結果、再撮影による被写体Ｏｂｊの無駄な被曝を防ぐことができる。

［第３実施形態］
上記第１実施形態及び第２実施形態においては、記憶部３２がポジショニングデータ３５を記憶しているが、ポジショニングデータ３５は、医用撮影処理装置１２が生成することができる。この場合、図１１に示すように、医用撮影処理装置１２は、被写体検出部３０１と、ポジショニングデータ生成部３０２と、を備える。

被写体検出部３０１は、撮影部１１を用いて被写体Ｏｂｊを撮影する場合に、撮影部１１に対する被写体Ｏｂｊを複数箇所から検出する。被写体Ｏｂｊについて検出とは、撮影部１１に対する被写体Ｏｂｊの位置、姿勢、及び、形状、または、これらを特定するための画像その他の情報を得ることをいう。被写体検出部３０１は、例えば、撮影部１１のうち少なくとも被写体Ｏｂｊのポジショニングにおいて基準となる構成物（ここでは放射線撮影部１４）と、被写体Ｏｂｊと、を可視光または赤外光等を用いて撮影するカメラ、放射線撮影部１４の撮影面に備える圧力センサ、赤外光の飛行時間によって距離を計測するＴＯＦ（Time of Flight）カメラ、その他距離等の計測器のいずれか、または組み合わせである。なお、カメラ３４を被写体検出部３０１として使用することができる。この場合、被写体検出部３０１とカメラ３４は同一の物である。

ポジショニングデータ生成部３０２は、被写体検出部３０１の検出結果を用いてポジショニングデータ３５を生成する。例えば、ポジショニングデータ３５が、被写体Ｏｂｊに係るデータであって、かつ３次元モデルである場合、ポジショニングデータ生成部３０２は、撮影が成功した場合の被写体Ｏｂｊの各部の位置、姿勢、及び、形状を、被写体検出部３０１から得る画像等（カメラ画像等）を用いて特定し、その３次元モデルを生成する。そして、これを被写体情報及び撮影情報と関連付け、ポジショニングデータ３５として記憶部３２に記憶する。

上記のように、医用撮影処理装置１２自身がポジショニングデータ３５を生成する場合、３次元モデル作成装置等によって別途にポジショニングデータ３５を生成する必要がなく、医用撮影処理装置１２と連携する撮影部１１を用いて被写体Ｏｂｊの撮影をするだけで、自動的にポジショニングデータ３５を蓄積することができる。その結果、使用者２５等のポジショニングデータ３５を作成する作業負担を削減でき、医用撮影システム１０及び医用撮影処理装置１２の使い勝手が良い。

なお、上記第１実施形態、第２実施形態、及び、第３実施形態においては、医用撮影処理装置１２は理想配置４０を立体的に表示する表示部３３を含んでいるが、医用撮影処理装置１２は他の装置またはシステムを構成するディスプレイ等を表示部３３として使用できる。この場合、図１２に示すように、医用撮影処理装置１２は表示部３３を省略し、表示部３３の代わりに、表示制御部３０５を設けることができる。表示制御部３０５は、撮影部１１を用いて被写体Ｏｂｊを撮影する場合に、ポジショニングデータ３５を用いて、撮影部１１に対する被写体Ｏｂｊの配置を、他の装置等を構成する表示部に立体的に表示する。この例では、第３実施形態の医用撮影処理装置１２の表示部３３を表示制御部３０５に置き換えることにより、医用撮影処理装置１２から表示部３３の構成を省略しているが、第１実施形態及び第２実施形態の医用撮影処理装置１２においても同様に表示部３３を省略し、表示制御部３０５を設けることができる。

また、上記第１位実施形態、第２実施形態、第３実施形態、及び各種変形例においては、医用撮影処理装置１２は、カメラ３４を含んでいるが、医用撮影処理装置１２は他の装置またはシステムを構成するカメラをカメラ３４として使用できる。この場合、医用撮影処理装置１２からカメラ３４の構成を省略し、他の装置またはシステムを構成するカメラを制御するカメラ制御部（図示しない）、または、他の装置またはシステムを構成するカメラからカメラ画像を取得するカメラ画像取得部（図示しない）に置き換えることができる。例えば、被写体検出部３０１をカメラ３４で構成する場合には、医用撮影処理装置１２は、カメラ３４を自動的に移動して複数箇所から撮影をし、ポジショニングデータ３５の生成に必要なカメラ画像を得るカメラ制御部を設けることが好ましい。自動的に必要なカメラ画像を得ることで、ポジショニングデータ３５を自動的に生成でき、ポジショニングデータ３５を生成するための明示的な操作が不要となるからである。特に、他の装置またはシステムを構成するカメラ及び表示部を流用する場合、医用撮影処理装置１２からカメラ３４、上記カメラ制御部、及び、上記カメラ画像取得部の構成を省略することができる。他の装置またはシステムがこれらの機能を担うからである。

なお、上記第１位実施形態、第２実施形態、第３実施形態、及び各種変形例においては、カメラ３４が移動可能であるが、カメラ３４を移動可能にする代わりに、複数のカメラを設けることができる。この場合、複数のカメラのうち、必要になったカメラを適宜起動し、カメラ画像を撮影する。

なお、上記第１位実施形態、第２実施形態、第３実施形態、及び各種変形例は、任意に（例えば部分的に）組み合わせて、医用撮影システム１０及び医用撮影処理装置１２を構成することができる。

上記実施形態等において、情報取得部３１、判定部２０１、制御部２０２、ポジショニングデータ生成部３０２、及び、表示制御部３０５といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡ、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、またはＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ等）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。また、記憶部のハードウェア的な構造はＨＤＤ（hard disc drive）やＳＳＤ（solid stage drive）等の記憶装置である。

１０ 医用撮影システム
１１ 撮影部
１２ 医用撮影処理装置
１３ 放射線源
１４ 放射線撮影部
２０ コンソール
２１ 表示部
２２ 操作部
２３ 画像生成部
２５ 使用者
３１ 情報取得部
３２ 記憶部
３３ 表示部
３４ カメラ
３５ ポジショニングデータ
３７ 矢印
３８ 撮影範囲
３９ 面
４０ 理想配置
４１ 輪郭
４２ ワイヤフレーム
５１ 膝関節部分
５２ 大腿部
５３ 下腿部
５７ 軸
２０１ 判定部
２０２ 制御部
３０１ 被写体検出部
３０２ ポジショニングデータ生成部
３０５ 表示制御部

Claims (8)

1. 被写体を撮影することにより、医用画像または医用画像の生成に用いるデータを得る撮影部と、
   前記撮影部に対する前記被写体の配置を特定するポジショニングデータを記憶するプロセッサと、
   前記撮影部と前記被写体とを撮影してカメラ画像を出力するカメラと、
   前記撮影部を用いて前記被写体を撮影する場合に、前記ポジショニングデータと前記カメラ画像を用いて、前記撮影部をポジショニングの基準として前記被写体の理想配置を立体的に表示する表示部と、
   を備え、
   前記ポジショニングデータは、前記被写体とは異なる別の被写体に係るデータであり、
   前記プロセッサは、前記被写体と形状及び大きさが類似する前記別の被写体に係る前記ポジショニングデータを、前記被写体と関連付けて記憶し、前記被写体と形状及び大きさが類似する前記別の被写体に係る前記ポジショニングデータを、前記被写体と関連付けて記憶することは、複数の前記別の被写体に係る前記ポジショニングデータの中から、前記被写体の被写体情報及び／又は撮影情報を用いて、前記被写体と形状および大きさが類似するポジショニングデータを選択できる状態にすることであり、
   前記カメラは、前記撮影部に対して特定の方向に移動可能で、撮影方向を変更可能であり、
   前記表示部は、前記撮影方向の変更に伴い、前記カメラ画像に写る前記撮影部の向きに合わせて、前記被写体の理想配置の表示を調整する医用撮影システム。
2. 前記ポジショニングデータは、前記被写体の位置、姿勢、及び、形状を立体的に特定する請求項１に記載の医用撮影システム。
3. 前記表示部は、前記被写体の立体的な位置、姿勢、及び、形状を示す態様で前記被写体の配置を表示する請求項１または２に記載の医用撮影システム。
4. 前記表示部は、前記被写体の立体的な形状を前記被写体の凹凸を示す態様で表示する請求項３に記載の医用撮影システム。
5. 前記プロセッサは、前記被写体と、前記表示部が表示する前記被写体の配置と、の差異を判定し、
   前記差異があると判定した場合に、前記撮影部による前記被写体の撮影を禁止する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の医用撮影システム。
6. 前記プロセッサは、前記被写体と前記表示部が表示する前記被写体の配置との距離、角度、または、体積を用いて前記差異を判定する請求項５に記載の医用撮影システム。
7. 前記プロセッサは、前記撮影部を用いて前記被写体を撮影する場合に、前記撮影部に対する前記被写体を複数箇所から検出し、
   前記検出結果を用いて前記ポジショニングデータを生成する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の医用撮影システム。
8. 表示部、カメラ、及びプロセッサを備える医用撮影処理装置であって、
   前記プロセッサは、
   医用画像または医用画像の生成に用いるデータを得る撮影部に対する被写体の配置を特定するポジショニングデータを生成し、
   前記カメラは、前記撮影部と前記被写体とを撮影して、カメラ画像を出力し、
   前記ポジショニングデータは、前記被写体とは異なる別の被写体に係るデータであり、
   前記プロセッサは、前記被写体と形状及び大きさが類似する前記別の被写体に係る前記ポジショニングデータを、前記被写体と関連付けて記憶し、前記被写体と形状及び大きさが類似する前記別の被写体に係る前記ポジショニングデータを、前記被写体と関連付けて記憶することは、複数の前記別の被写体に係る前記ポジショニングデータの中から、前記被写体の被写体情報及び／又は撮影情報を用いて、前記被写体と形状および大きさが類似するポジショニングデータを選択できる状態にすることであり、
   前記カメラは、前記撮影部に対して特定の方向に移動可能で、撮影方向を変更可能であり、
   前記表示部は、前記撮影部を用いて前記被写体を撮影する場合に、前記ポジショニングデータを用いて、前記撮影部をポジショニングの基準として前記被写体の理想配置を立体的に表示し、前記撮影方向の変更に伴い、前記カメラ画像に写る前記撮影部の向きに合わせて、前記被写体の理想配置の表示を調整する医用撮影処理装置。

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