WO2014006652A1

WO2014006652A1 - 放射線撮影装置

Info

Publication number: WO2014006652A1
Application number: PCT/JP2012/004301
Authority: WO
Inventors: 大介能登原; 森　一博
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-09
Also published as: JPWO2014006652A1; JP5924411B2

Abstract

　本発明は、被検体の立体的な構造を的確に表した動画を撮影できる放射線撮影装置を提供することを目的とする。本発明に係る放射線撮影装置は、被検体の撮影位置を変更させながら連写された一連の元画像Ｐのうちの異なる２枚を選択して、それぞれを一方の片目用の画像とし、他方の片目用の画像とすることにより立体視用の立体視画像Ｑを生成する。この撮影位置は、装置の機械的制約から、往復して変更するように構成される。本発明においては、被検体の撮影位置の移動反転すると、それに合わせて元画像Ｐの選択方法を変更することを最大の特徴とする。これにより立体像の見え方（飛び出し方）が交互に切り替わることが防止でき、視認性に優れた立体視用の立体視画像Ｑを撮影できる放射線撮影装置が提供できる。

Description

放射線撮影装置

　本発明は、被検体に対して放射線を照射して画像を取得する放射線撮影装置に関し、特に、右目用の画像と左目用の画像を撮影して立体視できる画像を取得する放射線撮影装置に関する。

　医療機関には放射線で被検体の画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。このような放射線撮影装置には、被検体内部の構造物を立体視することができる画像を取得できるものがある。

　この様な従来装置の構成について説明する。従来構成によれば、図１３左側に示すように放射線を照射する放射線源５３と放射線を検出するＦＰＤ５４を有している。この放射線源５３とＦＰＤ５４とはＣアーム５７により支持されている。撮影対象の被検体Ｍは、放射線源５３とＦＰＤ５４とに挟まれる位置に載置される。

　立体視することができる画像（立体視画像）を取得するには、撮影位置が異なる２つの画像が必要である。そこで、従来構成によれば、放射線源５３とＦＰＤ５４とを被検体Ｍに対して移動させながら撮影を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

　図１３右側は、従来装置が立体視画像を撮影するときの動作を表している。従来装置によれば、Ｃアーム５７の被検体Ｍに対する傾斜角度を変えながら放射線画像を連写する。すると、被検体Ｍに対して撮影方向を変えながら各画像が取得される。この様にすることで、撮影位置が異なる画像が取得できる。すなわち、撮影された一連の画像のうち、２枚の画像を選んで、一方を右目用の画像とし、他方を左目用の画像として表示画面に表示させると、画像を見た者は、被検体Ｍの透視像があたかも表示画面から飛び出したかのように認識できる。このような従来装置を用いることで、被検体Ｍの内部構造が立体的な把握がより容易となるのである。

特開平１０－５２０６

　しかしながら、上述のような従来構成によれば次のような問題点がある。
　すなわち、従来構成は、立体視画像の動画撮影には向いていない。

　Ｃアーム５７の傾斜角度は３０°程度であるので、Ｃアーム５７の傾斜する方向を変えずに撮影できる画像の枚数は限られたものとなる。一度に撮影できる画像の枚数が少ないということは、それだけ立体視画像の撮影が難しくなる。すなわち、従来構成で動画の立体像を撮影しようとすると、撮影時間が短い動画しか得られない。

　上述の課題を解決するには、Ｃアーム５７を往復させればいいのではないかとも思われる。すなわち、Ｃアーム５７を一方向に傾斜させながら一連の画像を撮影した後、Ｃアーム５７を逆方向に傾斜させながら画像の連写を続行するようにすれば、撮影時間が長い動画が得られるはずである。

　しかし、上述の予想に従って実際にＣアーム５７を往復させて動画の撮影をしても、被検体の立体構造が確実に把握できる動画が得られない。その理由は、動画に写り込んだ立体像の見え方（飛び出し方）が交互に切り替わるからである。具体的には、今まで表示画面から飛び出して見えていた構造物が表示画面の奥に凹んで見えてしまい、逆に、今まで表示画面の奥に凹んで見えていた構造物が表示画面から飛び出して見えてしまうのである。

　立体像の飛び出し方が変わるタイミングは、Ｃアーム５７の移動方向が反転した時点と一致している。すなわち、Ｃアーム５７の移動方向が反転する度に、立体像の飛び出し方も反転してしまう。このように従来構成によって取得される動画は、飛び出して見える方向が何度も反転して見えてしまい、被検体の立体的な構造を的確に表した動画であるとは言い難い。

　本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、被検体の立体的な構造を的確に表した動画を撮影できる放射線撮影装置を提供することにある。

　本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
　すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源を制御する放射線源制御手段と、被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、検出手段から出力される検出信号を基に画像を生成する画像生成手段と、放射線源および検出手段を被検体に対し移動させる移動手段と、放射線源および検出手段の移動方向が反転を繰り返すように移動手段を制御する移動制御手段と、放射線源および検出手段が移動されることにより被検体の撮影位置を変更させながら連写された一連の画像のうち先に撮影された先画像を一方の片目用の画像とし、後に撮影された後画像を他方の片目用の画像とすることにより立体視用の立体視画像を生成する立体視画像生成手段を備え、立体視画像生成手段は、放射線源および検出手段の移動方向が反転すると、先画像と後画像との用途を反転させて、先画像を他方の片目用の画像とし後画像を一方の片目用の画像とすることを特徴とするものである。

　［作用・効果］本発明に係る放射線撮影装置は、被検体の撮影位置を変更させながら連写された一連の画像のうち先に撮影された先画像を一方の片目用の画像とし、後に撮影された後画像を他方の片目用の画像とすることにより立体視用の立体視画像を生成する。この被検体の撮影位置の変更は、放射線源と検出手段とを移動させることにより行う。この移動には移動範囲に制約があるので、撮影中、放射線源および検出手段の移動方向の反転が繰り返されることになる。本発明においては、移動方向が反転すると、先画像と後画像との用途を反転させることを最大の特徴とする。これにより移動方向の反転時点で立体像の見え方（飛び出し方）が交互に切り替わることが防止でき、視認性に優れた立体視用の立体視画像を撮影できる放射線撮影装置が提供できる。

　また、上述の放射線撮影装置において、放射線源と検出手段とを支持するアームと、移動手段は、アームを回転させることによりアームを被検体に対して傾斜させる回転手段であり、移動制御手段は、回転手段を制御する回転制御手段であればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、放射線源および検出手段をアームを回転させることにより行えば、より確実に被検体の撮影位置を変更させながら一連の画像を連写することができる。

　また、上述の放射線撮影装置において、立体視画像が経時的に連結した動画を生成する動画生成手段を備えればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、立体視画像が経時的に連結した動画を生成する動画生成手段を備えれば、立体視を行いながら被検体の内部構造が動く様子を示す動画が取得できる。しかも、上述のように本発明によればアームの回転の反転によって立体像の見え方（飛び出し方）が切り替わることがないので、長い時間に亘って動画を撮影することができる。

　また、上述の放射線撮影装置において、立体視画像生成手段は、アームの回転により検出手段が被検体に対して右方向に移動するとき、先画像を左目用とし、後画像を右目用として立体視画像を生成すればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。検出手段が被検体に対して右方向に移動するとき、先画像を左目用とし、後画像を右目用として立体視画像を生成し、検出手段の移動の逆転時には、先画像と後画像との用途を逆にして立体視画像を生成すれば、検出手段に近い被検体内部の構造物が飛び出して見え、検出手段から遠い被検体内部の構造物が凹んで見える立体視画像が取得できる。この様にすれば、検出手段が被検体の右側に位置するときに取得された画像を右目用とし、検出手段が被検体の左側に位置するときに取得された画像を左目用とするように画像の選択がなされるからである。

　また、上述の放射線撮影装置において、アームがＣアームとなっていればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。本発明はＣアームを有する放射線撮影装置に適用可能である。

　本発明に係る放射線撮影装置は、被検体の撮影位置を変更させながら連写された一連の画像のうちの異なる２枚を選択して、それぞれを一方の片目用の画像とし、他方の片目用の画像とすることにより立体視用の立体視画像を生成する。この撮影位置は、装置の機械的制約から、往復して変更するように構成される。本発明においては、被検体の撮影位置の移動反転すると、それに合わせて画像の選択方法を変更することを最大の特徴とする。これにより立体像の見え方が交互に切り替わることが防止でき、視認性に優れた立体視用の立体視画像を撮影できる放射線撮影装置が提供できる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係るＣアームの回転を説明する平面図である。実際例１に係るＸ線撮影装置を用いて立体像を撮影するときにＣアームが傾斜される様子を説明する模式図である。実施例１に係るＸ線撮影装置を用いて立体像を撮影するときおけるＣアームの傾斜と撮影とのタイミングを説明するタイムコースである。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。実施例１に係る動画の再生方法を説明する平面図である。実施例１に係る動画の再生方法を説明する模式図である。従来構成の放射線撮影装置を説明する図である。

　以降、発明を実施するための形態としての実施例について説明する。

　以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＰＤは、フラット・パネル・ディテクタの略である。

　＜Ｘ線撮影装置の構成＞
　実施例１に係るＸ線撮影装置１は、図１に示すように被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の下側に設けられたＸ線を照射するＸ線管３と、天板２の上側に設けられた被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出するＦＰＤ４と、Ｘ線管３の管電流、管電圧を制御するＸ線管制御部６と、Ｘ線管３，ＦＰＤ４を支持するＣアーム７と、Ｃアーム７を支持する支柱８と、Ｃアーム７を回転させるＣアーム回転機構２１と、これを制御するＣアーム回転制御部２２とを備えている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。また、Ｃアーム回転機構２１は、本発明の回転手段に相当し、Ｃアーム回転制御部２２は、本発明の回転制御手段に相当する。なお、図１における符号Ａは被検体Ｍの体軸方向を表し、符号Ｓは被検体Ｍの体側方向を表している。

　Ｃアーム７は、Ｃアーム回転機構２１により回転することもできる。すなわち、Ｃアーム７は、図２に示すように、Ｃアーム７の両端が支柱８から突き出す方向を突出方向としたとき、Ｃアーム７は、突出方向と直交する平面上の仮想円ＶＡに両端が沿うように回転することができる。すなわち、Ｃアーム７は、Ｘ線管３が鉛直上側、ＦＰＤ４が鉛直下側にあるとき、Ｃアーム７が属する平面上にあるとともに、Ｃアーム７と支柱８との結合部を通過する水平方向に伸びる軸を中心軸として回転することができる。なお、本発明のＣアーム７は、一回転するようには構成されていない。Ｃアーム７が一回転すると、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が天板２や被検体Ｍに衝突する危険性があるからである。そこで、本発明によれば、Ｃアーム７の最大の傾斜角度（絶対値）が設定されている。すなわち、ＦＰＤ４が鉛直上側に、Ｘ線管３が鉛直下側に位置しているときのＣアーム７の傾きを０°としたときに、Ｃアーム７は、回転されることにより、－１５°から１５°まで傾くことができる。Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、Ｃアーム７の回転に追従して回転運動をすることになる。

　Ｘ線管３には、Ｘ線の照射範囲を制限することによりＸ線の広がりを制限して撮影視野を変更するコリメータ３ａが設けられている。コリメータ３ａは、縦方向に鏡像対称に移動する１対のリーフを有し、同じく横方向に鏡像対称に移動するもう１対のリーフを備えている。このコリメータ３ａは、リーフを移動させることで、ＦＰＤ４が有する検出面の全面にコーン状のＸ線を照射させることもできれば、たとえば、検出面の中心部分だけにファン状のＸ線を照射させることもできる。リーフは、可動となっており、コリメータ３ａの開度は変更可能となっている。

　Ｘ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。Ｘ線管制御部６の制御によりＸ線がＸ線管３から発せられると、Ｘ線は、被検体Ｍを透過してＦＰＤ４の検出面に入射する。ＦＰＤ４は入射したＸ線を検出して検出信号を生成する。この検出信号は、画像生成部１１（図１参照）に送出され、そこで被検体Ｍの投影像が写り込んだ画像が生成される。画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。

　画像生成部１１は、ＦＰＤ４から出力される検出信号を基に画像を生成する。このとき生成される画像を元画像Ｐと呼ぶことにする。元画像Ｐは、ＦＰＤ４の有するＸ線を検出する検出面と同一形状の矩形となっており、検出面上で検出したＸ線の強度をマッピングしたものとなっている。

　立体視画像生成部１２は、立体視用の画像である立体視画像Ｑを生成する。この立体視画像生成部１２を用いて立体視画像Ｑを生成するには、通常のスポット撮影とは異なる撮影方法で被検体ＭのＸ線透視撮影を行わなければならない。すなわち、Ｃアーム回転機構２１によりＣアーム７を傾斜させながら元画像Ｐを連写する必要があるのである。したがって、立体視画像生成部１２の動作説明に先立ち、この立体視用の撮影方法について説明する。立体視画像生成部１２は、本発明の立体視画像生成手段に相当する。

　＜立体視画像の撮影に伴うＣアームの回転＞
　図３は、立体視用の撮影方法を示している。すなわち撮影は、図３左側に示すようなＣアーム７が被検体Ｍに対して－１５°傾斜した状態から撮影が開始されて、そこから、徐々にＣアーム７を傾斜させていく。こうしている間にも、元画像Ｐの撮影が続行される。しばらくすると、図３右側に示すように、Ｃアーム７が被検体Ｍに対して１５°傾斜した状態となる。この状態で連写が終了するかというとそうではなく、Ｃアーム７は、１５°傾斜した図３右側の状態から、再び－１５°傾斜した図３左側の状態まで傾斜され、その間にも元画像Ｐの連写が続行される。このように、立体視画像を撮影するには、Ｃアーム回転制御部２２がＣアーム７の回転が反転を繰り返すようにＣアーム回転機構２１を制御する。この様にすることにより、Ｘ線管３およびＦＰＤ４がそれぞれ往復運動するように移動し、その間に元画像Ｐが連写される。

　図４は、Ｃアーム７の傾斜される間にどのタイミングで元画像Ｐが撮影されるかを表している。図４のＴ０は、図３左側のＣアーム７が－１５°傾斜した時点（撮影開始時点）を示し、Ｔ１は、図３右側のＣアーム７が１５°傾斜した時点を示している。いずれも時点Ｔ０，Ｔ１においてもＣアーム７の傾斜角度の絶対値は最大となっておりＣアーム７は停止した状態となっている。図４を用いて、Ｃアーム７の速度変化について説明する。Ｃアーム７は、時点Ｔ０から動き始めて、Ｃアーム７が加速していく。そして、速度はしばらく一定の速度となり、時点Ｔ１が近づくにつれＣアーム７が減速していく。元画像Ｐの撮影は、図４の矢印で示した時点で行われる。すなわち、元画像Ｐは、Ｃアーム７が一定の速度で回転しているときに撮影される。このような事情は、Ｃアーム７が１５°から－１５°まで傾斜される場合でも同様である。この様にすることにより、元画像Ｐは、撮影位置を確実に変えながら連写されるのである。

　Ｘ線管制御部６は、Ｃアーム回転制御部２２に従って動作するので、これについて説明する。Ｃアーム回転制御部２２は、Ｘ線照射をするタイミングを示す信号をＸ線管制御部６に送出している。この信号は、Ｃアーム７の回転が一定の速度となっているときにのみＸ線管制御部６に送出される。Ｘ線管制御部６は、この信号に従ってＸ線管３を制御するので、Ｃアーム７の加速時、減速時、停止時にＸ線が被検体Ｍに向けて照射されることがない。なお、Ｃアーム回転制御部２２は、Ｃアーム７の回転が一定の速度となっているときに複数回に亘って信号をＸ線管制御部６に送出する。この信号を送出する時点から次の信号を送出するまでの時点までの時間は、常に一定となっている。

　＜元画像Ｐの撮影とそれに伴う各部の動作＞
　図５は、実際に元画像Ｐが撮影される様子を示している。図５においては、Ｃアーム７は、傾斜角度が－１５°から１５°まで変更されるものとし、元画像Ｐの連写のうち最初の４回の撮影について説明している。図５に示すように、元画像Ｐの撮影が進むにつれ、被検体Ｍの頭部側にあったＦＰＤ４が被検体Ｍの胴部側に移動していく。つまり、Ｘ線撮影装置１は、ＦＰＤ４を移動させることにより撮影方向を変えながら元画像Ｐを連写しているのである。なお、図５には示さないが、Ｘ線管３は、Ｃアーム７の傾斜に伴ってＦＰＤ４とは反対方向に移動する。１回目～４回目に撮影された元画像Ｐをそれぞれ元画像Ｐａ１～元画像Ｐａ４と呼ぶことにする。

　図６は、図５の場合の立体視画像生成部１２の動作を示している。すなわち、立体視画像生成部１２は、１回目に撮影された元画像Ｐａ１と４回目に撮影された元画像Ｐａ４とを縦方向に連結して１枚の画像とするのである。この様にして生成された画像は、立体視表示をするときの規格として決められた様式に則した立体視画像Ｑである。立体視画像Ｑの上部に位置する画像は、観察者の左目に写し出す用途に用いられる左目用の画像であり、下部に位置する画像は、観察者の右目に写し出す用途に用いられる右目用の画像である。このように立体視画像生成部１２は、Ｃアーム７が回転されることにより被検体Ｍの撮影位置を変更させながら連写された元画像Ｐａのうち、先に撮影された元画像Ｐａ１（先画像）を左目用の画像とし、後に撮影された元画像Ｐａ４（後画像）を右目用の画像とすることにより立体視画像Ｑａ１を生成する。このように、立体視画像生成部１２は、Ｃアーム７の回転によりＦＰＤ４が被検体Ｍに対して右方向に移動するとき、元画像Ｐａ１（先画像）を左目用とし、元画像Ｐａ４（後画像）を右目用として立体視画像Ｑを生成する。なお、後画像は、図６においては、区別のため網掛で表示している。

　なお、図６右側において、２つの画像の間の帯状の領域は、立体視画像生成部１２が元画像Ｐａ１，Ｐａ４を連結するときに生成されたブランク領域である。この領域は、黒を表す画素値が位置している。

　立体視画像生成部１２が元画像Ｐａ１に対して元画像Ｐａ４を立体視用のもう一方の画像として選択した理由について説明する。立体視画像Ｑを撮影するには、右目用の画像と左目用の画像の間で被検体Ｍが写り込む様子が適度に異なっている必要がある。仮に、元画像Ｐａ１に対して元画像Ｐａ２を連結させて立体視画像Ｑを生成したとすると、互いの画像の相違が少なすぎて十分に立体視ができない。元画像Ｐａ２は、元画像Ｐａ１の直後に撮影されたものであり、元画像Ｐａ１と元画像Ｐａ２とは、ほとんど同じ方向から被検体Ｍを投影して得られた画像だからである。そこで、実施例１の構成によれば、元画像Ｐａ１から経時的に３フレーム離れた画像である元画像Ｐａ４と元画像Ｐａ１と連結して立体視画像Ｑを生成するようにしている。この様にすることにより、元画像Ｐａ１と元画像Ｐａ４とに写り込む透視像は、互いに撮影方向が立体視するのに十分に異なっているので、立体視に適した立体視画像Ｑが生成できる。立体視画像生成部１２は、立体視画像Ｑａ１を元画像Ｐａ４が取得された時点で生成する。

　立体視画像生成部１２が動作を繰り返す様子について説明する。立体視画像生成部１２は、上述の立体視画像Ｑａ１でした動作と同様の動作を他の元画像Ｐａが生成される度に行う。つまり、立体視画像生成部１２は、元画像Ｐａ２に対して、経時的に３フレーム離れた元画像Ｐａ５を連結して立体視画像Ｑａ２を生成し、元画像Ｐａ３に対して、経時的に３フレーム離れた元画像Ｐａ６を連結して立体視画像Ｑａ３を生成する。この動作は、Ｃアーム７の傾斜角度が１５°に近づいて元画像Ｐａの連写が止むまで続けられる。

　立体視画像生成部１２により生成された立体視画像Ｑａ１，Ｑａ２，Ｑａ３，Ｑａ４……は、動画生成部１３に送出される。動画生成部１３は、図７に示すように立体視画像Ｑａ１，Ｑａ２，Ｑａ３，Ｑａ４……を撮影された順番に並べてそれぞれをフレームとした動画Ｖを生成する。こうして動画生成部１３は、立体視画像Ｑが経時的に連結した動画Ｖを生成する。動画生成部１３は、本発明の動画生成手段に相当する。

　＜Ｃアームの回転が反転した後における元画像Ｐの撮影とそれに伴う各部の動作＞
　図８は、Ｃアーム７の傾斜が１５°に達し、Ｃアーム７の回転が反転した後において元画像Ｐが撮影される様子を示している。図８においては、Ｃアーム７は、傾斜角度が１５°から－１５°まで変更されるものとし、元画像Ｐの連写のうち最初の４回の撮影について説明している。図８に示すように、元画像Ｐの撮影が進むにつれ、被検体Ｍの胴部側にあったＦＰＤ４が被検体Ｍの頭部側に移動していく。つまり、Ｘ線撮影装置１は、ＦＰＤ４を移動させることにより撮影方向を変えながら元画像Ｐを連写しているのである。なお、図８には示さないが、Ｘ線管３は、Ｃアーム７の傾斜に伴ってＦＰＤ４とは反対方向に移動する。１回目～４回目に撮影された元画像Ｐをそれぞれ元画像Ｐｂ１～元画像Ｐｂ４と呼ぶことにする。

　図９は、図８の場合の立体視画像生成部１２の動作を示している。すなわち、立体視画像生成部１２は、１回目に撮影された元画像Ｐｂ１と４回目に撮影された元画像Ｐｂ４とを縦方向に連結して１枚の立体視画像Ｑとする。立体視画像生成部１２は、Ｃアーム７が回転されることにより被検体Ｍの撮影位置を変更させながら連写された元画像Ｐｂのうち、先に撮影された元画像Ｐｂ１（先画像）を右目用の画像とし、後に撮影された元画像Ｐｂ４（後画像）を左目用の画像とすることにより立体視画像Ｑａ１を生成する。このように立体視画像生成部１２は、Ｃアーム７の回転によりＦＰＤ４が被検体Ｍに対して左方向に移動するとき、元画像Ｐｂ１（先画像）を右目用とし、元画像Ｐｂ４（後画像）を左目用として立体視画像Ｑを生成する。なお、図９においては、区別のため網掛で表示している。

　このように、立体視画像生成部１２の動作は、図６の場合と図９の場合とで異なっている。すなわち、立体視画像生成部１２は、元画像Ｐの連写中にＣアーム７の回転が反転すると、先に撮影された元画像Ｐと後に撮影された元画像Ｐとの用途を反転させるのである。すなわち、立体視画像生成部１２は、Ｃアーム７が一方向に回転し始めるのに合わせて連写された元画像Ｐのうち、最初に撮影された先画像（元画像Ｐａ１，Ｐｂ１）を図６の動作説明において左目用としたのに対し、図９の動作説明においては右目用としている。一方、立体視画像生成部１２は、Ｃアーム７が一方向に回転し始めるのに合わせて連写された元画像Ｐのうち、４番目に撮影された後画像（元画像Ｐａ４，Ｐｂ４）を図６の動作説明において右目用としたのに対し、図９の動作説明においては左目用としている。このように、立体視画像生成部１２は、Ｘ線管３およびＦＰＤ４の移動方向が反転すると、左目用であった先画像と右目用であった後画像との用途を反転させて、先画像を右目用とし後画像を左目用とする。この点が、本発明の最も特徴的な構成となっている。この様にすることで、動画Ｖに写り込む被検体像を立体視したときの見え方（飛び出し方）は常に一定となる。

　なお、立体視画像生成部１２は、立体視画像Ｑの生成を繰り返し行う。上述の説明では立体視画像生成部１２は、連写された元画像Ｐのうち最初に撮影された画像を先画像としていたが、立体視画像生成部１２は、立体視画像Ｑの生成を繰り返すうちに先画像および後画像を変更させる。すなわち、先画像は、当初は最初に撮影された元画像Ｐａ１，Ｐｂ１であったものが、立体視画像Ｑの生成が繰り返されるにつれ、２番目に撮影された元画像Ｐａ２，Ｐｂ２に変更され、その後３番目に撮影された元画像Ｐａ３，Ｐｂ３に変更される。これに合わせて後画像は、最初は４番目に撮影された元画像Ｐａ４，Ｐｂ４であったものが立体視画像Ｑの生成が繰り返されるにつれ、５番目に撮影された元画像Ｐａ５，Ｐｂ５に変更され、その後６番目に撮影された元画像Ｐａ６，Ｐｂ６に変更される。

　上述のような立体視画像生成部１２が行う動作の反転は、Ｃアーム回転制御部２２が立体視画像生成部１２に信号を送出することで実現される。すなわち、Ｃアーム回転制御部２２がＣアーム７の回転を反転させると、その旨を立体視画像生成部１２に送出する。すると、立体視画像生成部１２は、この信号を受け取った後の元画像Ｐの用途を反転させる。

　図９において立体視画像生成部１２が動作を繰り返す様子について説明する。立体視画像生成部１２は、上述の立体視画像Ｑｂ１でした動作と同様の動作を他の元画像Ｐｂが生成される度に行う。つまり、立体視画像生成部１２は、元画像Ｐｂ２に対して、経時的に３フレーム離れた元画像Ｐｂ５を連結して立体視画像Ｑｂ２を生成し、元画像Ｐｂ３に対して、経時的に３フレーム離れた元画像Ｐｂ６を連結して立体視画像Ｑｂ３を生成する。この動作は、Ｃアーム７の傾斜角度が－１５°に近づいて元画像Ｐｂの連写が止むまで続けられる。

　立体視画像生成部１２により生成された立体視画像Ｑｂ１，Ｑｂ２，Ｑｂ３，Ｑｂ４……は、動画生成部１３に送出される。動画生成部１３は、図１０に示すように、立体視画像Ｑｂ１，Ｑｂ２，Ｑｂ３，Ｑｂ４……をそれぞれをフレームとし撮影された順番に図７で生成された動画Ｖに追加することにより動画Ｖを延長する。

　＜Ｃアームの回転が再び反転した後における動作＞
　Ｃアーム７の回転の反転は、Ｃアーム７の傾斜角度の絶対値が最大となるごとに何度も繰り返される。立体視画像生成部１２はその度に先に撮影された元画像Ｐと後に撮影された元画像Ｐとの用途を反転させる。

　＜ＦＰＤの移動方向の相対性について＞
　上述の説明によれば、ＦＰＤ４が被検体Ｍに対して右方向に移動するとき、先に撮影された元画像Ｐを左目用とし、後に撮影された元画像Ｐを右目用としていた。ところで、ＦＰＤ４が右方向に動くか、左方向に動くかは、被検体Ｍをどちら側から見るかによって決まる。そこで、ＦＰＤ４の移動の方向によっては、どちらの画像を右目用とすればいいか判断がつかないのではないかと思われる。この点、図５の移動様式をＦＰＤ４が被検体Ｍに対して右側に移動していると捉えれば、右目用の元画像Ｐは、後に撮影されたものとなる。

　一方、紙面の裏側から図５を透かして見ることにより、図５の移動様式をＦＰＤ４が被検体Ｍに対して左側に移動していると捉えると、右目用の元画像Ｐは、図８，図９を用いてした説明に則し、先に撮影されたものとなる。このように、ＦＰＤ４の初動時の移動方向がをどのように認識するかで、右目用の元画像Ｐが変わってきてしまう。

　そこで、本発明の構成によれば、操作卓３１を通じてＦＰＤ４の初動時の移動方向を設定できるようになっている。これにより観察者は、ＦＰＤ４の初動時の移動方向を右方向と定義することもできるし、左方向と定義することもできる。これを通じて観察者は、被検体Ｍをどちら側から見て立体視するつもりであるかによって、ＦＰＤ４の移動方向の定義を変更することが可能である。立体視画像生成部１２は、観察者が指定したＦＰＤ４の初動時の移動方向に従って動作する。

　操作卓３１（図１参照）は、観察者によるＸ線照射開始などの指示を入力させる目的で設けられている。また、主制御部３４（図１参照）は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部３４は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することによりＸ線管制御部６および各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部２８（図１参照）は、画像処理に用いられるパラメータ等のＸ線撮影装置１の制御に関するパラメータの一切を記憶する。

　以上が、実施例１の構成のうち立体視用の動画Ｖの撮影に関するものである。以降、取得された動画Ｖをどのように再生して観察者に視認させるかについて説明する。

　＜立体視用の動画の再生＞
　動画生成部１３が生成した動画Ｖを立体視するには、まずは、観察者が図１１に示すメガネ２３を着用する。メガネ２３には、右目用のフィルタ２３Ｒと左目用のフィルタ２３Ｌとが設けられている。

　動画Ｖ自体は表示部３２で表示される。観察者は、メガネ２３を通じてこの表示部３２を眺めることになる。表示部３２は、経時的に連続した立体視画像Ｑを逐次切り替えることにより動画Ｖを再生する。表示部３２の動作は、この点については、一般的な動画の表示動作と変わりはない。

　しかしながら、表示部３２は、単に立体視画像Ｑの画像全体を表示するのではない。表示部３２は、右目用の画像と左目用の画像とを時間差で切り替えて表示するのである。例えば、表示部３２が図６で示した立体視画像Ｑを表示するときは、まず右目用の元画像Ｐａ４を表示し、次に左目用の元画像Ｐａ１を表示する。この点、一般的な動画の表示動作とは異なる。

　表示部３２は、単に１枚の立体視画像Ｑを表示するのではなく、動画Ｖを表示するのであるから、上述の時間差の表示様式を繰り返すことになる。例えば、図７で説明した構成の動画Ｖを表示部３２に再生させると、表示部３２は、立体視画像Ｑａ１～立体視画像Ｑａ４……を順に再生する。このとき、立体視画像Ｑの各々は、右目用の画像と左目用の画像とを時間差で切り替えて表示されることになる。従って、表示部３２は、まず元画像Ｐａ４，元画像Ｐａ１をこの順に表示して立体視画像Ｑａ１の表示を完了し、続いて元画像Ｐａ５，元画像Ｐａ２をこの順に表示して立体視画像Ｑａ２の表示を完了する。その後、表示部３２は、元画像Ｐａ６，元画像Ｐａ３をこの順に表示て立体視画像Ｑａ３の表示を完了し、続いて元画像Ｐａ７，元画像Ｐａ４をこの順に表示して立体視画像Ｑａ４の表示を完了する。以降、表示部３２は同様の表示動作を繰り返す。

　一方、観察者がかけるメガネ２３のフィルタ２３Ｒ，２３Ｌは、光の透過性を変更できるようになっている。フィルタ制御部２４は、この透過性の変更をフィルタ２３Ｒ，２３Ｌの間で個別に行う制御部である。すなわち、フィルタ制御部２４は、フィルタ２３Ｒ，２３Ｌが光を透過しない不透過状態とすることもできるし、フィルタ２３Ｒ，２３Ｌが光を透過する透過状態とすることもできる。また、フィルタ制御部２４は、フィルタ２３Ｒ，２３Ｌのうちの一方を透過状態とし、他方を不透過状態とするように制御する。すなわち、フィルタ制御部２４は、フィルタ２３Ｒを透過状態としたときは、フィルタ２３Ｌを不透過状態とする。また逆に、フィルタ２３Ｌを透過状態としたときは、フィルタ２３Ｒを不透過状態とする。

　フィルタ制御部２４は、表示部３２の動作と同期している。すなわち、表示部３２が右目用の画像を表示しているときは、フィルタ制御部２４は、図１２左側に示すように、フィルタ２３Ｒを透過状態とし、メガネ２３をかけた観察者の右目に右目用の画像を視認させる。このとき、フィルタ２３Ｌは不透過状態となっているので、観察者は左目から右目用の画像を視認することができない。

　同様に、表示部３２が左目用の画像を表示しているときは、フィルタ制御部２４は、図１２右側に示すように、フィルタ２３Ｌを透過状態とし、メガネ２３をかけた観察者の左目に左目用の画像を視認させる。このとき、フィルタ２３Ｌは不透過状態となっているので、観察者は右目から左目用の画像を視認することができない。

　このように観察者に右目用の画像を右目で、左目用の画像を左目で観察させるようにすれば、観察者は両目で視差をもって動画Ｖを観察しているように錯覚する。実施例１のＸ線撮影装置１は、この原理を利用して、観察者に立体視をさせるようになっている。

　以上のように、本発明に係るＸ線撮影装置１は、被検体Ｍの撮影位置を変更させながら連写された一連の元画像Ｐの元画像Ｐのうち先に撮影された先画像を一方の片目用の元画像Ｐとし、後に撮影された後画像を他方の片目用の元画像Ｐとすることにより立体視用の立体視画像Ｑを生成する。この被検体Ｍの撮影位置の変更は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを支持するＣアーム７を回転させることにより行う。このＣアーム７は一回転させることができないので、撮影中、Ｃアーム７の回転の反転が繰り返されることになる。本発明においては、Ｃアーム７の回転が反転すると、先画像と後画像との用途を反転させることを最大の特徴とする。これによりＣアーム７の回転の反転時点で立体像の見え方（飛び出し方）が交互に切り替わることが防止でき、視認性に優れた立体視用の立体視画像Ｑを撮影できるＸ線撮影装置１が提供できる。

　また、上述のように、立体視画像Ｑが経時的に連結した動画Ｖを生成する動画生成部１３を備えれば、立体視を行いながら被検体Ｍの内部構造が動く様子を示す動画が取得できる。しかも、上述のように本発明によればＣアーム７の回転の反転によって立体像の見え方（飛び出し方）が切り替わることがないので、長い時間に亘って動画を撮影することができる。

　上述のように、ＦＰＤ４が被検体Ｍに対して右方向に移動するとき、先画像を左目用とし、後画像を右目用として立体視画像Ｑを生成し、ＦＰＤ４の移動の逆転時には、先画像と後画像との用途を逆にして立体視画像Ｑを生成すれば、ＦＰＤ４に近い被検体内部の構造物が飛び出して見え、ＦＰＤ４から遠い被検体内部の構造物が凹んで見える立体視画像Ｑが取得できる。この様にすれば、ＦＰＤ４が被検体Ｍの右側に位置するときに取得された元画像Ｐを右目用とし、ＦＰＤ４が被検体Ｍの左側に位置するときに取得された元画像Ｐを左目用とするように元画像Ｐの選択がなされるからである。

　本発明は上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。

　（１）上述の構成によれば、実施例１の検出手段はＦＰＤであったが、実施例１の検出手段をＩ．Ｉ管としてもよい。

　（２）上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。

　（３）上述した実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適用できる。

　（４）上述した実施例では、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を支持するＣアーム７を備える構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。ＦＰＤ４が天板２を備えた寝台に内蔵されるとともに、Ｘ線管３が寝台から伸びた支柱に支えられた構成となっているソニアルタイプの放射線撮影装置でも本発明を実施することができる。また、Ｘ線管３を懸垂支持するタイプの放射線撮影装置でも本発明を実施することができる。いずれの装置においても、立体視画像の撮影中は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが互いに反対方向に移動する構成となっており、この点実施例１の構成と変わりはない。また、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が移動の限界位置まで移動されると、Ｘ線管３の移動方向とＦＰＤ４の移動方向とが同時に反転する点においても実施例の構成と同様である。

　以上のように、本発明は、医用の放射線撮影装置に適している。

３     Ｘ線管（放射線源）
４     ＦＰＤ（検出手段）
６     放射線源制御手段
７     アーム
１１   画像生成部（画像生成手段）
１２   立体視画像生成部（立体視画像生成手段）
１３   動画生成部（動画生成手段）
２１   Ｃアーム回転機構（回転手段）
２２   Ｃアーム回転制御部（回転制御手段）

Claims

　放射線を照射する放射線源と、
　前記放射線源を制御する放射線源制御手段と、
　被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、
　前記検出手段から出力される検出信号を基に画像を生成する画像生成手段と、
　前記放射線源および前記検出手段を被検体に対し移動させる移動手段と、
　前記放射線源および前記検出手段の移動方向が反転を繰り返すように前記移動手段を制御する移動制御手段と、
　前記放射線源および前記検出手段が移動されることにより被検体の撮影位置を変更させながら連写された一連の画像のうち先に撮影された先画像を一方の片目用の画像とし、後に撮影された後画像を他方の片目用の画像とすることにより立体視用の立体視画像を生成する立体視画像生成手段を備え、
　前記立体視画像生成手段は、前記放射線源および前記検出手段の移動方向が反転すると、前記先画像と前記後画像との用途を反転させて、前記先画像を他方の片目用の画像とし前記後画像を一方の片目用の画像とすることを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１に記載の放射線撮影装置において、
　前記放射線源と前記検出手段とを支持するアームと、
　前記移動手段は、前記アームを回転させることにより前記アームを被検体に対して傾斜させる回転手段であり、
　前記移動制御手段は、前記回転手段を制御する回転制御手段であることを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
　前記立体視画像が経時的に連結した動画を生成する動画生成手段を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
　前記立体視画像生成手段は、前記検出手段が被検体に対して右方向に移動するとき、前記先画像を左目用とし、前記後画像を右目用として前記立体視画像を生成することを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
　前記アームがＣアームとなっていることを特徴とする放射線撮影装置。