計測装置
【課題】複数の画像間の座標系を統一することにより、断続的な撮影間の関連性を確保するようにしたＸ線断層撮影装置を提供する。
【解決手段】被検者２の周囲を回転してＸ線３Ｄ画像を撮影するＸ線撮影手段１と、Ｘ線撮影手段の近傍に設置され、かつ被検者の可視光３Ｄ画像を撮影する可視光撮影手段１３と、可視光撮影手段で得られた可視光３Ｄ画像を使用してＸ線撮影手段により撮影する被検者のＸ線撮影部位を位置決めするようにした計測装置であって、断続的に撮影された複数の可視光３Ｄ画像から撮影部位の特徴量を抽出して被検者の解剖学的な座標系を決定する手段と、得られた解剖学的座標系を基に、可視光３Ｄ画像と同時に撮影されたＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一する手段とから構成したもので、術前術後の確認や、矯正の進捗確認等が容易に行えるようになる。
【解決手段】被検者２の周囲を回転してＸ線３Ｄ画像を撮影するＸ線撮影手段１と、Ｘ線撮影手段の近傍に設置され、かつ被検者の可視光３Ｄ画像を撮影する可視光撮影手段１３と、可視光撮影手段で得られた可視光３Ｄ画像を使用してＸ線撮影手段により撮影する被検者のＸ線撮影部位を位置決めするようにした計測装置であって、断続的に撮影された複数の可視光３Ｄ画像から撮影部位の特徴量を抽出して被検者の解剖学的な座標系を決定する手段と、得られた解剖学的座標系を基に、可視光３Ｄ画像と同時に撮影されたＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一する手段とから構成したもので、術前術後の確認や、矯正の進捗確認等が容易に行えるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断続的に撮影された同一患者（被検者）の複数のＸ線３次元（３Ｄ）画像間の座標系を統一することにより、断続的な撮影間の関連性を確保するようにした計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来被検者の部位を可視光撮影手段で撮影し、得られた可視光３Ｄ画像を利用して、Ｘ線で撮影する部位を位置決めするようにしたＸ線断層撮影装置が、例えば特許文献１で提案されている。
前記特許文献１に記載のＸ線断層撮影装置は、Ｘ線源からX線を照射し、Ｘ線源に対向して配置された検出器によって被検者を撮影するX線撮影手段と、Ｘ線源と検出器を被検者の周囲に回転させるスキャナ回転手段と、被検者を移動可能な被検者移動手段と、Ｘ線の照射範囲を可変的に制限するコリメータ手段とを有し、Ｘ線撮影手段で撮影した投影像から再構成演算処理手段によってＸ線３Ｄ再構成画像の生成を行う画像処理装置を有するX線断層診断装置において、回転手段に載置した被検者を撮影する可視光撮影手段をさらに有し、画像処理装置では可視光撮影手段の撮影結果から可視光３Ｄ画像を再構成するようになっている。
【０００３】
そして前記構成により、Ｘ線撮影系の座標と可視光撮影系の座標との変換処理パラメータを得ることができるため、カメラを用いた位置決めを可能にし、結果として、スキャン計画における被検者のＸ線被曝を除去することができる効果が得られる。
またＸ線撮影系と可視光撮影系の回転平面が全く異なる場合にも、カメラを用いて位置決めが可能であるため、Ｘ線撮影系の画像のサイズが小さくても、広角カメラを使用し可視光３Ｄ再投影画像を構築できるので、経験や勘に頼らず検査者の習熟度に大きく影響されずに撮影範囲を決定可能である等の効果も得られる。
【特許文献１】特開２００５−２１６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし治療に長期間を要する例えば歯科診療等の場合、治療の経緯の確認や別の歯の治療のために、同一被検者に対して日にちや時間をずらしてＸ線撮影が断続的に行われることがよくあるが、従来のＸ線断層撮影装置では、断続的な撮影間の関連性がない上、断続的な撮影により得られる画像データは、画像間の位置の整合性を考慮していないため、同一の被検者であっても複数の画像データを組み合わせて利用していないのが現状である。
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので、複数のＸ線画像間の座標系を統一することにより、断続的な撮影間の関連性を確保するようにした計測装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の計測装置は、被検者の周囲を回転してＸ線３Ｄ画像を撮影するＸ線撮影手段と、Ｘ線撮影手段の近傍に設置され、かつ被検者の可視光３Ｄ画像を撮影する可視光撮影手段と、可視光撮影手段で得られた可視光３Ｄ画像を使用してＸ線撮影手段により撮影する被検者のＸ線撮影部位を位置決めするようにした計測装置であって、断続的に撮影された複数の可視光３Ｄ画像から撮影部位の特徴量を抽出して被検者の解剖学的な座標系を得る手段と、得られた解剖学的座標系を基に、可視光３Ｄ画像と同時に撮影されたＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一する手段とから構成したものである。
【０００６】
前記構成により、日にちや時間をずらして断続的に撮影された複数のＸ線画像間の座標系を統一することができるため、被検者を治療する医師は、各Ｘ線３Ｄ画像の座標系を基準にしてＸ線３Ｄ画像を比較することにより、術前術後の確認や、矯正の進捗確認等が容易に行えるようになり、これによって治療精度か格段に向上する。
また視野の広い可視光３Ｄ画像より取得した解剖学的座標系より視野の狭いＸ線３Ｄ画像の座標系を変換し、得られた座標系によりＸ線３Ｄ画像間の位置合わせを行うことができることから、日にちや時間をずらして断続的に撮影されたＸ線３Ｄ画像であっても、精度の高い位置合わせが可能になる。
【０００７】
本発明の計測装置は、被検者の複数の特徴点を結ぶ線から得られるカンベル平面と、カンベル平面に直交する面から解剖学的座標系を生成するようにしたものである。
【０００８】
前記構成により、経時的変化の少ない被検者の例えば鼻翼下点と左右外耳孔から得られるカンベル平面を基に解剖学的座標系を生成することにより、精度の高い座標系の統一が図れるため、各Ｘ線３Ｄ画像間の整合性が向上する上、診断の目的に応じて任意な解剖学的座標系を選択することもできる。
【０００９】
本発明の計測装置は、被検者を撮影した可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を再構成して記憶手段に保存し、後日記憶手段より読み出した可視光３Ｄ画像を基にＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一するようにしたものである。
【００１０】
前記構成により、解剖学的座標系を考慮せずに撮影及び記憶手段に記憶された画像データであっても、後日記憶手段より画像データを読み出して座標変換することにより、Ｘ線３Ｄ画像間の座標系を統一することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の計測装置によれば、断続的に撮影された複数のＸ線画像間の座標系を統一することができるため、術前術後の確認や、矯正の進捗確認等が容易に行えると共に、視野の広い可視光３Ｄ画像より取得した解剖学的座標系より視野の狭いＸ線３Ｄ画像の座標系を変換し、得られた座標系によりＸ線３Ｄ画像間の位置合わせを行うことができるため、日にちや時間をずらして断続的に撮影されたＸ線３Ｄ画像であっても、精度の高い位置合わせが可能になる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の計測装置をＸ線断層撮影装置に適用した実施の形態について、図面を参照して詳述する。
図１に示すＸ線断層撮影装置は、頭頚部の撮影のための座位型Ｘ線断層撮影装置を示しているが、Ｃアーム型Ｘ線断層撮影装置、Ｘ線ＣＴ装置、被検者回転型Ｘ線断層撮影装置などであってもよい。
図１中１はＸ線撮影手段で、床３０上に設置された基台１ａの後面から支持アーム１ｂが立設されており、支持アーム１ｂの先端に、ほぼ逆Ｕ字形のアーム状に形成されたスキャナ回転体１ｃの上部が回転自在に支持されている。
【００１３】
スキャナ回転体１ｃの一端側には、被検者２に向けてＸ線を照射するＸ線管３が設置され、被検者２を挟んでＸ線管３と対向する他端側には、Ｘ線管３より被検者２に向けて照射され、かつ被検者２を透過したＸ線を検出するＸ線検出器４が設置されている。
Ｘ線撮影手段１の基台１ａ前面には椅子台１ｄが設けられていて、この椅子台１ｄ上に、被検者２がスキャナ回転中心Ｏとほぼ一致する位置に着席できるように椅子５が設置されている。
Ｘ線撮影手段１には、スキャナ回転体１ｃを回転駆動するスキャナ駆動手段６と、被検者２が着席する椅子５を上下動する椅子駆動手段７と、Ｘ線管３の前面に設けられたコリメータ１２を駆動するコリメータ駆動手段８と、コリメータ１２の上部に設置されたカメラよりなる可視光撮影手段１３を制御して、可視光撮影手段１３により被検者２を撮影する可視光撮影制御手段９と、Ｘ線管３及びＸ線検出器４を制御して、被検者２をＸ線撮影するＸ線撮影制御手段１０等が設置されており、可視光撮影手段１３の上方には、被検者２を照明する照明手段１４が設置されている。
【００１４】
そして前記スキャナ駆動手段６と椅子駆動手段７、コリメータ駆動手段８、可視光撮影制御手段９及びＸ線撮影制御手段１０は、図示しない操作卓に設けられた画像処理手段２０にケーブル１６により接続されている。
画像処理手段２０は、スキャン本体１により撮影された可視光画像データとＸ線画像データを画像処理して、被検者２の可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を再構成するもので、Ｘ線撮影手段１と画像処理手段２０との間で通信を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１と、画像データを格納するメモリ２２、演算処理に必要な画像データを保存するハードディスク等の記憶手段２３と、演算処理を行う演算処理手段（ＣＰＵ）２４、可視光画像やＸ線画像を表示する表示手段２５、キーボードからなる外部入力手段２６等から構成されている。
【００１５】
次に前記計測装置の作用を説明する。
図２はＸ線撮影手段１に設けられたＸ線管３と可視光撮影手段１３及び照明手段１４の位置関係を示すものである。
椅子５に着席させた被検者２の例えば歯のＸ線撮影を行うに当たり、まず被検者２の頭部の可視光３Ｄ撮影を行うが、撮影に当たって可視光撮影手段１３を、Ｘ線管３の焦点から被検者２の体軸とほぼ一致するスキャナ回転体１ｃの回転中心Ｏを中心に角度ｔだけずらした位置に図２の（ａ）に示すように配置する。
この状態で図２の（ｂ）に示すように、Ｘ線撮影手段１のスキャナ回転体１ｃを角度ｔだけ回転すると、可視光撮影手段１３によりＸ線管４の焦点位置から見た画像と同一の回転角度からの可視光画像を得られるようになり、照明手段１４により被検者２を照明することにより、陰影の少ない可視光３Ｄ画像を常に得ることができるようになる。
なお照明手段１４を可視光撮影手段１３と別体に設けているが、陰影を少なくするために可視光撮影手段１３のレンズ周囲にリング状の照明手段１４を設けるか、複数の光源からなる照明手段１４を使用することにより、一層陰影の少ない可視光３Ｄ画像が得られるようになる。
可視光３Ｄ画像の撮影に当たっては、可視光撮影手段１３をスキャナ回転体１ｃの回転角度に同期させて、被検者２の周囲３６０度に渡って回転撮影を行い、複数枚の角度同期回転撮影画像を得る。
【００１６】
一方、検査１で得られた可視光３Ｄ再構成画像と、検査日が異なる検査２で得られた同一被検者２のＸ線３Ｄ再構成画像の座標系を統一する過程を、図３に示すフローチャートにより説明する。
検査１では、ステップＳ１０で被検者２の解剖学的基準点を含む可視光回転撮影を行い、ステップＳ１１では、可視光回転撮影画像を用いて可視光３Ｄ再構成を行い、得られた可視光３Ｄ再構成画像を記憶手段２３に保存する。
次にステップＳ１２で位置決めのためのＸ線単純撮影を行い、ステップＳ１３では、ステップＳ１１で再構成した可視光３Ｄ再構成画像とステップＳ１２で得られたＸ線位置決め画像を基に、Ｘ線３Ｄ撮影を行うためのＸ線撮影計画を行う。これはＸ線３Ｄ撮影には３次元的な位置決めが必要であるが、歯のような微小な目標に対しては正確な位置決めを行うために実施する。
【００１７】
ステップＳ１４では、Ｘ線撮影計画に基づきＸ線回転撮影を行い、ステップＳ１５ではＸ線３Ｄ再構成を行って、得られたＸ線３Ｄ再構成をステップＳ１６で可視光３Ｄ再構成画像とともに、全ての撮影情報とその特徴量情報を記憶手段２３に保存する。
なお図３に示すフローチャート中、丸で囲まれた数字は、可視光３Ｄ画像及びＸ線３Ｄ画像が同じ日に撮影されたことを示すものである。
検査２では検査１と同様に、ステップＳ１７からステップＳ２２を繰り返すことにより、可視光３Ｄ再構成画像とＸ線３Ｄ再構成画像とを取得し、全ての撮影情報と特徴量情報を、ステップＳ２３で記憶手段２３に保存する。
【００１８】
次に検査１と検査２に基づく画像解析を、図３に示すフローチャートで説明する。
ステップＳ２４で、記憶手段２３に保存されていた検査１の可視光３Ｄ画像のデータを読み出して、特徴量の抽出を行うが、ここで特徴量とは、顔の特徴点であり、鼻翼下点や外耳孔などを指す。
ステップＳ２５では、特徴量を基にした解剖学的座標系を決定し、ステップＳ２６では、記憶手段２３より読み出したＸ線３Ｄ再構成画像を、解剖学的座標系を基に座標変換して、解剖学的座標系を基づくＸ線３Ｄ再構成画像を得る。
同様に検査２に対して、ステップＳ２７からステップＳ２９を繰り返すことにより、解剖学的座標系に基づくＸ線３Ｄ再構成画像を得たら、ステップＳ３０では、同一の解剖学的座標系による検査１と検査２のＸ線３Ｄ再構成画像を重ねて表示手段２５に表示したり、各Ｘ線３Ｄ再構成画像を並列表示したり、もしくはＸ線３Ｄ再構成画像間で画像間演算を行うなどして、その結果を表示手段２５に表示する。
【００１９】
図４は、図３のフローチャートのステップＳ１０からステップＳ１１の処理の詳細を示すフローチャートである。
すなわち、ステップＳ４１では、被検者２が椅子５に座っていない状態で可視光撮影手段１３により回転撮影を行い複数枚の可視光被検者無し画像（マスク画像）を得るための可視光被検者無し画像撮影処理を行うが、このマスク画像を撮影する際には、椅子５は所定の位置に予めセットしておく。
なお、この所定位置は、例えば子供と大人の体格の差や、頭部、歯顎部、頭部などの部位に応じて複数箇所設定できるようになっている。
また可視光撮影手段１３による撮影範囲はＸ線投影像に比べて広角であり、Ｘ線投影像を含む広い視野範囲を撮影することができ、この視野範囲、すなわち可視光撮影手段１３による撮影範囲は、状況に応じて拡大縮小することもできる。
さらに上述の可視光被検者無し画像は、被検者２を撮影する前に毎回撮影する必要はなく、予め定められた位置において撮影した回転画像を画像処理手段２０内の記憶手段２３に保存しておき、椅子５の所定位置などに応じて必要なものをメモリ２２に展開し、それを画像処理に用いるようにしてもよい。
【００２０】
ステップＳ４２では、被検者２を椅子９に座らせ、被検者２の体格と部位に応じて、椅子５の位置を椅子駆動手段７により移動するための被検者設定処理を行い、被検者２が椅子５に座った状態でスキャナ回転体１ｃを回転させながら可視光撮影手段１３にて撮影を行うと共に、複数枚の可視光被検者画像（ライブ画像）を得るための可視光被検者画像回転撮影処理を行う。
次にライブ画像から被検者だけを抽出するために、ステップＳ４３では、先ず複数枚のマスク画像とライブ画像とを角度毎に差分して画像を作成する差分画像生成処理を行う。
なお、ここで椅子５は被検者２の撮影部位の後方からの画像を十分に得るためには極力小さなことが好ましく、例えば歯顎部を撮影する場合には、ヘッドレストとそれを支える部分はできるだけ幅を狭くして被検者抽出画像を十分に生成できるようにすることが望ましい。
さらに望ましくは、ヘッドレストとそれを支える部分を透明な材質で構成すればより完全な被検者抽出画像が得られる。
ここで使用するマスク画像は、ライブ画像の椅子各の位置と同じ位置で撮影したものである。
可視光撮影手段１３により得た画像がカラーである場合には、差分を行う前にグレイスケールでマッピングし、モノクローム表示に変換するが、画像マトリクスは１２８×１２８ピクセル以下で十分であるため、大きな画像マトリクスが得られる可視光撮影手段１３の場合には、画素を規則的に間引いて使用する。
【００２１】
ステップＳ４４では、マスク画像とライブ画像間では、被検者２以外の椅子５Ｘ線検出器４などの背景が同一であるため、これらの差分画像では被検者２以外の背景の画素値はほぼ０となる。
このため、例えば画素値が±20以外の領域を被検者抽出領域として抽出し、この被検者抽出領域の画素値を１、被検者抽出領域以外の背景の画素値を０とする外輪郭画像を生成する。
ステップＳ４５では、この外輪郭画像を基に、回転撮影により得た可視光被検者画像の被検者のみを抽出した可視光被検者抽出画像を生成する。
なお、ここで椅子９は、被検者２の撮影部位の後方からの画像を十分に得るためには極力小さなことが好ましく、例えば歯顎部を撮影する場合には、ヘッドレストとそれを支える部分はできるだけ幅を狭くして被検者抽出画像を十分に生成できるようにすることが望ましく、さらに望ましくは、ヘッドレストとそれを支える部分を透明な材質で構成すればより完全な被検者抽出画像が得られる。
【００２２】
ステップＳ４６では、ステップＳ４４により得た外輪郭画像を基に、周知のＦｅｌｄｋａｍｐ法による可視光コーンビーム再構成演算をＣＰＵ２４内で実行し、可視光３Ｄ再構成画像を生成し、この可視光３Ｄ再構成画像は図１に示す画像処理手段２０の記憶手段２３に保存する。
ステップＳ４７では、記憶手段２３に保存されている可視光３Ｄ再構成画像をメモリ２２に読み出し、ＣＰＵ２４内で再投影演算を行い、複数枚の可視光被検者画像を３Ｄ再投影画像の可視光３Ｄ投影画像にテクスチヤーマッピングし、被検者２のカラー３Ｄ投影画像（可視光３Ｄ投影画像）を生成し、個体識別情報として記憶手段２３保存する。
以下、基本的に再構成画像は被検者２の断層像を意味し、再投影像は再構成画像を構築して３Ｄの像にしたものを示すものとし、このときに、コントラストや透明度の調整を行う。
なお、ライブ画像と被検者抽出画像を基にして、ライブ画像の被検者２の背景をブルースクリーンなどに置き換えた被検者抽出ライブ画像を生成してもよい。
【００２３】
図５は、図３に示すフローチャートのステップＳ１１からステップＳ１６の処理の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ５１で可視光３Ｄ再構成を行い、ステップＳ５２では、Ｘ線位置決め単純撮影を行うが、Ｘ線位置決め単純撮影データは、図1のＸ線管３、Ｘ線検出器４及びＸ線撮影手段１のＣＢ／ＣＴＸ、Ｘ線撮影によって取得されたＲ−Ｌ方向及びＡ−Ｐ方向等の被検者２の内部情報に関するデータであり、図５は、Ｒ−Ｌ方向及びＡ−Ｐ方向でＸ線位置決め単純撮影した画像を示している。
なお、Ｘ線位置決め単純撮影では、骨のようにＸ線が透過し難い情報が画像化される。
【００２４】
ステップＳ５３では、可視光３Ｄ撮影データ及びＸ線位置決め単純撮影データに基づきＸ線撮影計画を行うが、Ｘ線撮影計画では、撮影対象部位の撮影位置を決めるための計画がなされる。
なお、図５では、撮影データとＲ−Ｌ方向及びＡ−Ｐ方向のＸ線位置決め単純撮影データとを３次元的に重ね合せた様子を示している。
可視光３Ｄ撮影データによる外面的な情報と、Ｘ線位置決め単純撮影データによる内部的な情報を併せて利用して撮影対象部位の撮影位置を決めるための計画がなされる。
また図５には詳細を記載していないが、従来技術のようにステップＳ１２のＸ線位置決め単純撮影と、ステップＳ５３のＸ線撮影計画とを同時に行い、撮影対象部位の撮影位置を決めてもよい。
【００２５】
被検者２を椅子５やベッド上に位置させ、検査者は多くの場合リモートで経験に頼って粗い位置決めを行い透視する。そして透視した画像を確認しながら検査者は繰り返し微調整を行うが、微調整は多くの場合、アームの回転角０°、９０°、０°と３回セットして透視し、上下前後左右の位置と、撮影範囲に所望の領域が含まれるように調整する。
ステップＳ５４では、Ｘ線撮影計画に基づき、Ｘ線３Ｄ撮影を行う。
被検者を椅子５に座らせ、被検者の体格と部位に応じて、椅子５の位置を椅子駆動手段７により移動するための被検者設定処理を行い、被検者が椅子５に座った状態でＸ線管３とＸ線検出器４にてスキャナ回転体１ｃを回転させながら撮影を行い、複数枚のＸ線被検者撮影画像を得る。
【００２６】
ステップＳ５５では、複数枚のＸ線３Ｄ撮影画像を基に、周知のＦｅｌｄｋａｍｐ法によるＸ線コーンビーム再構成演算をＣＰＵ２４内で実行し、断面画像を生成する。
このＸ線３Ｄ撮影データは、図１のＸ線管３、Ｘ線検出器４及びＸ線撮影手段１のＣＢ／ＣＴＸ線撮影によって取得された３Ｄ断面画像などの個体の内部情報に関するデータである。
なお、この個体の内部情報に関するデータには、主に矯正歯科領域において、頭部の経年変化の比較を行い、被検者の成長を予測し治療する際に用いられるセファロ分析（ｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ ａｎａｌｙｓｉｓ）に必要なデータも含むものである。
ステップＳ５６では、全ての撮影情報と特徴量情報とを被検者情報として多角的にデ−タベース化して記憶手段２３等に保存する。
【００２７】
図６は、図３に示すフローチャートのステップＳ２４からステップＳ２６までの処理の詳細を示すフローチャート、図７はその１例を示す図で、図６のステップＳ６１で、被検者２の顔の解剖学的な特徴点と基準面のデフォルト設定を行い、図７の（ａ）では、顔の解剖学的特徴点として鼻翼下点と左右の外耳孔を設定すると共に、基準面として鼻翼下点と左右外耳孔の３点を含むカンベル平面を設定する。
ステップＳ６２では、前記設定に基づいて特徴点の抽出と顔グラフの生成及び表示を行うが、ここで顔グラフとは、設定した特徴点を含む顔の様々な特徴点を結んで得られる線のつながりであり、顔の向きやゆがみ等の特徴量を視覚的に表したものである。
ステップＳ６３では、顔グラフ表示等を参考にして特徴点の位置の調整や基準面の変更を行い、ステップＳ６４では、決定した特徴点を基にして基準面を生成し、表示手段２５に表示する。
【００２８】
基準面の生成は、まず図７の（ｂ）に示すように顔の鼻翼下点Ａ、右の外耳孔Ｂ，左の外耳孔Ｃの３点を含む平面（カンベル平面）を決定し、次に図７の（ｃ）に示すように、このカンベル平面と直交し、かつ右の外耳孔Ｂと左の外耳孔Ｃを含む平面を決定する。
さらに図７の（ｄ）に示すように、これら平面と直交し、かつ鼻翼下点Ａを通る平面を決定して、生成された３つの基準面を表示する。
ステップＳ６５では、表示された基準面に対して傾きや位置等の調整や変更を行い、このようにして決定された３つの基準面による解剖学的座標系がステップＳ６６で決定される。
また図７の（ｅ）に示すように、基準面は右の外耳孔Ｂと左の外耳孔Ｃ及び瞳孔間線から得られる眼窩耳孔線と瞳孔間線を含む平面を基に決定してもよく、診断の部位及び目的に応じて任意に選択できるものである。
【００２９】
前記実施の形態では、記憶手段２３に保存した可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を読み出して、座標変換をするようにしたが、図８に示すようにＸ線３Ｄ再構成画像を予め解剖学的座標系に基づいて座標変換して記憶手段に保存し、複数の検査で撮影した画像間の解析を行うことにより、座標変換する工程が不要となるため、画像解析の短縮化が図れる。
また図９に示すように、Ｘ線３Ｄ画像を再構成する過程で座標変換するようにしてもよく、この場合座標変換時に３Ｄ画像の補間処理をしなくてよいため、空間分解能の向上が図れる。
なお、図８及び図９に示すフローチャートの各ステップは、図３のステップと同一のため、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置のスキャナに対する可視光撮影手段及び照明の配置を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置による検査で撮影した画像間の座標系を統一する過程を示すフローチャートある。
【図４】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により撮影された可視光３Ｄ再構成とＸ線位置決め単純撮影から全ての撮影情報と特徴量情報の保存までの過程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により撮影された可視光３Ｄ撮影と可視光３Ｄ再構成の過程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により解剖学的座標系を決定する過程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により解剖学的座標系の生成方法を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置によりＸ線３Ｄ再構成後に座標変換を行い保存する過程の変形例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置によりＸ線３Ｄ再構成前に座標変換を行う過程の変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１ Ｘ線撮影手段
２ 被検者
３ Ｘ線管
４ Ｘ線検出器
９ 可視光撮影制御手段
１０ Ｘ線撮影制御手段
１３ 可視光撮影手段
２０ 演算処理手段
２３ 記憶手段
２５ 表示手段
２６ 外部入力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断続的に撮影された同一患者（被検者）の複数のＸ線３次元（３Ｄ）画像間の座標系を統一することにより、断続的な撮影間の関連性を確保するようにした計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来被検者の部位を可視光撮影手段で撮影し、得られた可視光３Ｄ画像を利用して、Ｘ線で撮影する部位を位置決めするようにしたＸ線断層撮影装置が、例えば特許文献１で提案されている。
前記特許文献１に記載のＸ線断層撮影装置は、Ｘ線源からX線を照射し、Ｘ線源に対向して配置された検出器によって被検者を撮影するX線撮影手段と、Ｘ線源と検出器を被検者の周囲に回転させるスキャナ回転手段と、被検者を移動可能な被検者移動手段と、Ｘ線の照射範囲を可変的に制限するコリメータ手段とを有し、Ｘ線撮影手段で撮影した投影像から再構成演算処理手段によってＸ線３Ｄ再構成画像の生成を行う画像処理装置を有するX線断層診断装置において、回転手段に載置した被検者を撮影する可視光撮影手段をさらに有し、画像処理装置では可視光撮影手段の撮影結果から可視光３Ｄ画像を再構成するようになっている。
【０００３】
そして前記構成により、Ｘ線撮影系の座標と可視光撮影系の座標との変換処理パラメータを得ることができるため、カメラを用いた位置決めを可能にし、結果として、スキャン計画における被検者のＸ線被曝を除去することができる効果が得られる。
またＸ線撮影系と可視光撮影系の回転平面が全く異なる場合にも、カメラを用いて位置決めが可能であるため、Ｘ線撮影系の画像のサイズが小さくても、広角カメラを使用し可視光３Ｄ再投影画像を構築できるので、経験や勘に頼らず検査者の習熟度に大きく影響されずに撮影範囲を決定可能である等の効果も得られる。
【特許文献１】特開２００５−２１６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし治療に長期間を要する例えば歯科診療等の場合、治療の経緯の確認や別の歯の治療のために、同一被検者に対して日にちや時間をずらしてＸ線撮影が断続的に行われることがよくあるが、従来のＸ線断層撮影装置では、断続的な撮影間の関連性がない上、断続的な撮影により得られる画像データは、画像間の位置の整合性を考慮していないため、同一の被検者であっても複数の画像データを組み合わせて利用していないのが現状である。
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので、複数のＸ線画像間の座標系を統一することにより、断続的な撮影間の関連性を確保するようにした計測装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の計測装置は、被検者の周囲を回転してＸ線３Ｄ画像を撮影するＸ線撮影手段と、Ｘ線撮影手段の近傍に設置され、かつ被検者の可視光３Ｄ画像を撮影する可視光撮影手段と、可視光撮影手段で得られた可視光３Ｄ画像を使用してＸ線撮影手段により撮影する被検者のＸ線撮影部位を位置決めするようにした計測装置であって、断続的に撮影された複数の可視光３Ｄ画像から撮影部位の特徴量を抽出して被検者の解剖学的な座標系を得る手段と、得られた解剖学的座標系を基に、可視光３Ｄ画像と同時に撮影されたＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一する手段とから構成したものである。
【０００６】
前記構成により、日にちや時間をずらして断続的に撮影された複数のＸ線画像間の座標系を統一することができるため、被検者を治療する医師は、各Ｘ線３Ｄ画像の座標系を基準にしてＸ線３Ｄ画像を比較することにより、術前術後の確認や、矯正の進捗確認等が容易に行えるようになり、これによって治療精度か格段に向上する。
また視野の広い可視光３Ｄ画像より取得した解剖学的座標系より視野の狭いＸ線３Ｄ画像の座標系を変換し、得られた座標系によりＸ線３Ｄ画像間の位置合わせを行うことができることから、日にちや時間をずらして断続的に撮影されたＸ線３Ｄ画像であっても、精度の高い位置合わせが可能になる。
【０００７】
本発明の計測装置は、被検者の複数の特徴点を結ぶ線から得られるカンベル平面と、カンベル平面に直交する面から解剖学的座標系を生成するようにしたものである。
【０００８】
前記構成により、経時的変化の少ない被検者の例えば鼻翼下点と左右外耳孔から得られるカンベル平面を基に解剖学的座標系を生成することにより、精度の高い座標系の統一が図れるため、各Ｘ線３Ｄ画像間の整合性が向上する上、診断の目的に応じて任意な解剖学的座標系を選択することもできる。
【０００９】
本発明の計測装置は、被検者を撮影した可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を再構成して記憶手段に保存し、後日記憶手段より読み出した可視光３Ｄ画像を基にＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一するようにしたものである。
【００１０】
前記構成により、解剖学的座標系を考慮せずに撮影及び記憶手段に記憶された画像データであっても、後日記憶手段より画像データを読み出して座標変換することにより、Ｘ線３Ｄ画像間の座標系を統一することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の計測装置によれば、断続的に撮影された複数のＸ線画像間の座標系を統一することができるため、術前術後の確認や、矯正の進捗確認等が容易に行えると共に、視野の広い可視光３Ｄ画像より取得した解剖学的座標系より視野の狭いＸ線３Ｄ画像の座標系を変換し、得られた座標系によりＸ線３Ｄ画像間の位置合わせを行うことができるため、日にちや時間をずらして断続的に撮影されたＸ線３Ｄ画像であっても、精度の高い位置合わせが可能になる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の計測装置をＸ線断層撮影装置に適用した実施の形態について、図面を参照して詳述する。
図１に示すＸ線断層撮影装置は、頭頚部の撮影のための座位型Ｘ線断層撮影装置を示しているが、Ｃアーム型Ｘ線断層撮影装置、Ｘ線ＣＴ装置、被検者回転型Ｘ線断層撮影装置などであってもよい。
図１中１はＸ線撮影手段で、床３０上に設置された基台１ａの後面から支持アーム１ｂが立設されており、支持アーム１ｂの先端に、ほぼ逆Ｕ字形のアーム状に形成されたスキャナ回転体１ｃの上部が回転自在に支持されている。
【００１３】
スキャナ回転体１ｃの一端側には、被検者２に向けてＸ線を照射するＸ線管３が設置され、被検者２を挟んでＸ線管３と対向する他端側には、Ｘ線管３より被検者２に向けて照射され、かつ被検者２を透過したＸ線を検出するＸ線検出器４が設置されている。
Ｘ線撮影手段１の基台１ａ前面には椅子台１ｄが設けられていて、この椅子台１ｄ上に、被検者２がスキャナ回転中心Ｏとほぼ一致する位置に着席できるように椅子５が設置されている。
Ｘ線撮影手段１には、スキャナ回転体１ｃを回転駆動するスキャナ駆動手段６と、被検者２が着席する椅子５を上下動する椅子駆動手段７と、Ｘ線管３の前面に設けられたコリメータ１２を駆動するコリメータ駆動手段８と、コリメータ１２の上部に設置されたカメラよりなる可視光撮影手段１３を制御して、可視光撮影手段１３により被検者２を撮影する可視光撮影制御手段９と、Ｘ線管３及びＸ線検出器４を制御して、被検者２をＸ線撮影するＸ線撮影制御手段１０等が設置されており、可視光撮影手段１３の上方には、被検者２を照明する照明手段１４が設置されている。
【００１４】
そして前記スキャナ駆動手段６と椅子駆動手段７、コリメータ駆動手段８、可視光撮影制御手段９及びＸ線撮影制御手段１０は、図示しない操作卓に設けられた画像処理手段２０にケーブル１６により接続されている。
画像処理手段２０は、スキャン本体１により撮影された可視光画像データとＸ線画像データを画像処理して、被検者２の可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を再構成するもので、Ｘ線撮影手段１と画像処理手段２０との間で通信を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１と、画像データを格納するメモリ２２、演算処理に必要な画像データを保存するハードディスク等の記憶手段２３と、演算処理を行う演算処理手段（ＣＰＵ）２４、可視光画像やＸ線画像を表示する表示手段２５、キーボードからなる外部入力手段２６等から構成されている。
【００１５】
次に前記計測装置の作用を説明する。
図２はＸ線撮影手段１に設けられたＸ線管３と可視光撮影手段１３及び照明手段１４の位置関係を示すものである。
椅子５に着席させた被検者２の例えば歯のＸ線撮影を行うに当たり、まず被検者２の頭部の可視光３Ｄ撮影を行うが、撮影に当たって可視光撮影手段１３を、Ｘ線管３の焦点から被検者２の体軸とほぼ一致するスキャナ回転体１ｃの回転中心Ｏを中心に角度ｔだけずらした位置に図２の（ａ）に示すように配置する。
この状態で図２の（ｂ）に示すように、Ｘ線撮影手段１のスキャナ回転体１ｃを角度ｔだけ回転すると、可視光撮影手段１３によりＸ線管４の焦点位置から見た画像と同一の回転角度からの可視光画像を得られるようになり、照明手段１４により被検者２を照明することにより、陰影の少ない可視光３Ｄ画像を常に得ることができるようになる。
なお照明手段１４を可視光撮影手段１３と別体に設けているが、陰影を少なくするために可視光撮影手段１３のレンズ周囲にリング状の照明手段１４を設けるか、複数の光源からなる照明手段１４を使用することにより、一層陰影の少ない可視光３Ｄ画像が得られるようになる。
可視光３Ｄ画像の撮影に当たっては、可視光撮影手段１３をスキャナ回転体１ｃの回転角度に同期させて、被検者２の周囲３６０度に渡って回転撮影を行い、複数枚の角度同期回転撮影画像を得る。
【００１６】
一方、検査１で得られた可視光３Ｄ再構成画像と、検査日が異なる検査２で得られた同一被検者２のＸ線３Ｄ再構成画像の座標系を統一する過程を、図３に示すフローチャートにより説明する。
検査１では、ステップＳ１０で被検者２の解剖学的基準点を含む可視光回転撮影を行い、ステップＳ１１では、可視光回転撮影画像を用いて可視光３Ｄ再構成を行い、得られた可視光３Ｄ再構成画像を記憶手段２３に保存する。
次にステップＳ１２で位置決めのためのＸ線単純撮影を行い、ステップＳ１３では、ステップＳ１１で再構成した可視光３Ｄ再構成画像とステップＳ１２で得られたＸ線位置決め画像を基に、Ｘ線３Ｄ撮影を行うためのＸ線撮影計画を行う。これはＸ線３Ｄ撮影には３次元的な位置決めが必要であるが、歯のような微小な目標に対しては正確な位置決めを行うために実施する。
【００１７】
ステップＳ１４では、Ｘ線撮影計画に基づきＸ線回転撮影を行い、ステップＳ１５ではＸ線３Ｄ再構成を行って、得られたＸ線３Ｄ再構成をステップＳ１６で可視光３Ｄ再構成画像とともに、全ての撮影情報とその特徴量情報を記憶手段２３に保存する。
なお図３に示すフローチャート中、丸で囲まれた数字は、可視光３Ｄ画像及びＸ線３Ｄ画像が同じ日に撮影されたことを示すものである。
検査２では検査１と同様に、ステップＳ１７からステップＳ２２を繰り返すことにより、可視光３Ｄ再構成画像とＸ線３Ｄ再構成画像とを取得し、全ての撮影情報と特徴量情報を、ステップＳ２３で記憶手段２３に保存する。
【００１８】
次に検査１と検査２に基づく画像解析を、図３に示すフローチャートで説明する。
ステップＳ２４で、記憶手段２３に保存されていた検査１の可視光３Ｄ画像のデータを読み出して、特徴量の抽出を行うが、ここで特徴量とは、顔の特徴点であり、鼻翼下点や外耳孔などを指す。
ステップＳ２５では、特徴量を基にした解剖学的座標系を決定し、ステップＳ２６では、記憶手段２３より読み出したＸ線３Ｄ再構成画像を、解剖学的座標系を基に座標変換して、解剖学的座標系を基づくＸ線３Ｄ再構成画像を得る。
同様に検査２に対して、ステップＳ２７からステップＳ２９を繰り返すことにより、解剖学的座標系に基づくＸ線３Ｄ再構成画像を得たら、ステップＳ３０では、同一の解剖学的座標系による検査１と検査２のＸ線３Ｄ再構成画像を重ねて表示手段２５に表示したり、各Ｘ線３Ｄ再構成画像を並列表示したり、もしくはＸ線３Ｄ再構成画像間で画像間演算を行うなどして、その結果を表示手段２５に表示する。
【００１９】
図４は、図３のフローチャートのステップＳ１０からステップＳ１１の処理の詳細を示すフローチャートである。
すなわち、ステップＳ４１では、被検者２が椅子５に座っていない状態で可視光撮影手段１３により回転撮影を行い複数枚の可視光被検者無し画像（マスク画像）を得るための可視光被検者無し画像撮影処理を行うが、このマスク画像を撮影する際には、椅子５は所定の位置に予めセットしておく。
なお、この所定位置は、例えば子供と大人の体格の差や、頭部、歯顎部、頭部などの部位に応じて複数箇所設定できるようになっている。
また可視光撮影手段１３による撮影範囲はＸ線投影像に比べて広角であり、Ｘ線投影像を含む広い視野範囲を撮影することができ、この視野範囲、すなわち可視光撮影手段１３による撮影範囲は、状況に応じて拡大縮小することもできる。
さらに上述の可視光被検者無し画像は、被検者２を撮影する前に毎回撮影する必要はなく、予め定められた位置において撮影した回転画像を画像処理手段２０内の記憶手段２３に保存しておき、椅子５の所定位置などに応じて必要なものをメモリ２２に展開し、それを画像処理に用いるようにしてもよい。
【００２０】
ステップＳ４２では、被検者２を椅子９に座らせ、被検者２の体格と部位に応じて、椅子５の位置を椅子駆動手段７により移動するための被検者設定処理を行い、被検者２が椅子５に座った状態でスキャナ回転体１ｃを回転させながら可視光撮影手段１３にて撮影を行うと共に、複数枚の可視光被検者画像（ライブ画像）を得るための可視光被検者画像回転撮影処理を行う。
次にライブ画像から被検者だけを抽出するために、ステップＳ４３では、先ず複数枚のマスク画像とライブ画像とを角度毎に差分して画像を作成する差分画像生成処理を行う。
なお、ここで椅子５は被検者２の撮影部位の後方からの画像を十分に得るためには極力小さなことが好ましく、例えば歯顎部を撮影する場合には、ヘッドレストとそれを支える部分はできるだけ幅を狭くして被検者抽出画像を十分に生成できるようにすることが望ましい。
さらに望ましくは、ヘッドレストとそれを支える部分を透明な材質で構成すればより完全な被検者抽出画像が得られる。
ここで使用するマスク画像は、ライブ画像の椅子各の位置と同じ位置で撮影したものである。
可視光撮影手段１３により得た画像がカラーである場合には、差分を行う前にグレイスケールでマッピングし、モノクローム表示に変換するが、画像マトリクスは１２８×１２８ピクセル以下で十分であるため、大きな画像マトリクスが得られる可視光撮影手段１３の場合には、画素を規則的に間引いて使用する。
【００２１】
ステップＳ４４では、マスク画像とライブ画像間では、被検者２以外の椅子５Ｘ線検出器４などの背景が同一であるため、これらの差分画像では被検者２以外の背景の画素値はほぼ０となる。
このため、例えば画素値が±20以外の領域を被検者抽出領域として抽出し、この被検者抽出領域の画素値を１、被検者抽出領域以外の背景の画素値を０とする外輪郭画像を生成する。
ステップＳ４５では、この外輪郭画像を基に、回転撮影により得た可視光被検者画像の被検者のみを抽出した可視光被検者抽出画像を生成する。
なお、ここで椅子９は、被検者２の撮影部位の後方からの画像を十分に得るためには極力小さなことが好ましく、例えば歯顎部を撮影する場合には、ヘッドレストとそれを支える部分はできるだけ幅を狭くして被検者抽出画像を十分に生成できるようにすることが望ましく、さらに望ましくは、ヘッドレストとそれを支える部分を透明な材質で構成すればより完全な被検者抽出画像が得られる。
【００２２】
ステップＳ４６では、ステップＳ４４により得た外輪郭画像を基に、周知のＦｅｌｄｋａｍｐ法による可視光コーンビーム再構成演算をＣＰＵ２４内で実行し、可視光３Ｄ再構成画像を生成し、この可視光３Ｄ再構成画像は図１に示す画像処理手段２０の記憶手段２３に保存する。
ステップＳ４７では、記憶手段２３に保存されている可視光３Ｄ再構成画像をメモリ２２に読み出し、ＣＰＵ２４内で再投影演算を行い、複数枚の可視光被検者画像を３Ｄ再投影画像の可視光３Ｄ投影画像にテクスチヤーマッピングし、被検者２のカラー３Ｄ投影画像（可視光３Ｄ投影画像）を生成し、個体識別情報として記憶手段２３保存する。
以下、基本的に再構成画像は被検者２の断層像を意味し、再投影像は再構成画像を構築して３Ｄの像にしたものを示すものとし、このときに、コントラストや透明度の調整を行う。
なお、ライブ画像と被検者抽出画像を基にして、ライブ画像の被検者２の背景をブルースクリーンなどに置き換えた被検者抽出ライブ画像を生成してもよい。
【００２３】
図５は、図３に示すフローチャートのステップＳ１１からステップＳ１６の処理の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ５１で可視光３Ｄ再構成を行い、ステップＳ５２では、Ｘ線位置決め単純撮影を行うが、Ｘ線位置決め単純撮影データは、図1のＸ線管３、Ｘ線検出器４及びＸ線撮影手段１のＣＢ／ＣＴＸ、Ｘ線撮影によって取得されたＲ−Ｌ方向及びＡ−Ｐ方向等の被検者２の内部情報に関するデータであり、図５は、Ｒ−Ｌ方向及びＡ−Ｐ方向でＸ線位置決め単純撮影した画像を示している。
なお、Ｘ線位置決め単純撮影では、骨のようにＸ線が透過し難い情報が画像化される。
【００２４】
ステップＳ５３では、可視光３Ｄ撮影データ及びＸ線位置決め単純撮影データに基づきＸ線撮影計画を行うが、Ｘ線撮影計画では、撮影対象部位の撮影位置を決めるための計画がなされる。
なお、図５では、撮影データとＲ−Ｌ方向及びＡ−Ｐ方向のＸ線位置決め単純撮影データとを３次元的に重ね合せた様子を示している。
可視光３Ｄ撮影データによる外面的な情報と、Ｘ線位置決め単純撮影データによる内部的な情報を併せて利用して撮影対象部位の撮影位置を決めるための計画がなされる。
また図５には詳細を記載していないが、従来技術のようにステップＳ１２のＸ線位置決め単純撮影と、ステップＳ５３のＸ線撮影計画とを同時に行い、撮影対象部位の撮影位置を決めてもよい。
【００２５】
被検者２を椅子５やベッド上に位置させ、検査者は多くの場合リモートで経験に頼って粗い位置決めを行い透視する。そして透視した画像を確認しながら検査者は繰り返し微調整を行うが、微調整は多くの場合、アームの回転角０°、９０°、０°と３回セットして透視し、上下前後左右の位置と、撮影範囲に所望の領域が含まれるように調整する。
ステップＳ５４では、Ｘ線撮影計画に基づき、Ｘ線３Ｄ撮影を行う。
被検者を椅子５に座らせ、被検者の体格と部位に応じて、椅子５の位置を椅子駆動手段７により移動するための被検者設定処理を行い、被検者が椅子５に座った状態でＸ線管３とＸ線検出器４にてスキャナ回転体１ｃを回転させながら撮影を行い、複数枚のＸ線被検者撮影画像を得る。
【００２６】
ステップＳ５５では、複数枚のＸ線３Ｄ撮影画像を基に、周知のＦｅｌｄｋａｍｐ法によるＸ線コーンビーム再構成演算をＣＰＵ２４内で実行し、断面画像を生成する。
このＸ線３Ｄ撮影データは、図１のＸ線管３、Ｘ線検出器４及びＸ線撮影手段１のＣＢ／ＣＴＸ線撮影によって取得された３Ｄ断面画像などの個体の内部情報に関するデータである。
なお、この個体の内部情報に関するデータには、主に矯正歯科領域において、頭部の経年変化の比較を行い、被検者の成長を予測し治療する際に用いられるセファロ分析（ｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ ａｎａｌｙｓｉｓ）に必要なデータも含むものである。
ステップＳ５６では、全ての撮影情報と特徴量情報とを被検者情報として多角的にデ−タベース化して記憶手段２３等に保存する。
【００２７】
図６は、図３に示すフローチャートのステップＳ２４からステップＳ２６までの処理の詳細を示すフローチャート、図７はその１例を示す図で、図６のステップＳ６１で、被検者２の顔の解剖学的な特徴点と基準面のデフォルト設定を行い、図７の（ａ）では、顔の解剖学的特徴点として鼻翼下点と左右の外耳孔を設定すると共に、基準面として鼻翼下点と左右外耳孔の３点を含むカンベル平面を設定する。
ステップＳ６２では、前記設定に基づいて特徴点の抽出と顔グラフの生成及び表示を行うが、ここで顔グラフとは、設定した特徴点を含む顔の様々な特徴点を結んで得られる線のつながりであり、顔の向きやゆがみ等の特徴量を視覚的に表したものである。
ステップＳ６３では、顔グラフ表示等を参考にして特徴点の位置の調整や基準面の変更を行い、ステップＳ６４では、決定した特徴点を基にして基準面を生成し、表示手段２５に表示する。
【００２８】
基準面の生成は、まず図７の（ｂ）に示すように顔の鼻翼下点Ａ、右の外耳孔Ｂ，左の外耳孔Ｃの３点を含む平面（カンベル平面）を決定し、次に図７の（ｃ）に示すように、このカンベル平面と直交し、かつ右の外耳孔Ｂと左の外耳孔Ｃを含む平面を決定する。
さらに図７の（ｄ）に示すように、これら平面と直交し、かつ鼻翼下点Ａを通る平面を決定して、生成された３つの基準面を表示する。
ステップＳ６５では、表示された基準面に対して傾きや位置等の調整や変更を行い、このようにして決定された３つの基準面による解剖学的座標系がステップＳ６６で決定される。
また図７の（ｅ）に示すように、基準面は右の外耳孔Ｂと左の外耳孔Ｃ及び瞳孔間線から得られる眼窩耳孔線と瞳孔間線を含む平面を基に決定してもよく、診断の部位及び目的に応じて任意に選択できるものである。
【００２９】
前記実施の形態では、記憶手段２３に保存した可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を読み出して、座標変換をするようにしたが、図８に示すようにＸ線３Ｄ再構成画像を予め解剖学的座標系に基づいて座標変換して記憶手段に保存し、複数の検査で撮影した画像間の解析を行うことにより、座標変換する工程が不要となるため、画像解析の短縮化が図れる。
また図９に示すように、Ｘ線３Ｄ画像を再構成する過程で座標変換するようにしてもよく、この場合座標変換時に３Ｄ画像の補間処理をしなくてよいため、空間分解能の向上が図れる。
なお、図８及び図９に示すフローチャートの各ステップは、図３のステップと同一のため、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置のスキャナに対する可視光撮影手段及び照明の配置を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置による検査で撮影した画像間の座標系を統一する過程を示すフローチャートある。
【図４】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により撮影された可視光３Ｄ再構成とＸ線位置決め単純撮影から全ての撮影情報と特徴量情報の保存までの過程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により撮影された可視光３Ｄ撮影と可視光３Ｄ再構成の過程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により解剖学的座標系を決定する過程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置により解剖学的座標系の生成方法を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置によりＸ線３Ｄ再構成後に座標変換を行い保存する過程の変形例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態になる画像の座標統一方法を実施する計測装置によりＸ線３Ｄ再構成前に座標変換を行う過程の変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１ Ｘ線撮影手段
２ 被検者
３ Ｘ線管
４ Ｘ線検出器
９ 可視光撮影制御手段
１０ Ｘ線撮影制御手段
１３ 可視光撮影手段
２０ 演算処理手段
２３ 記憶手段
２５ 表示手段
２６ 外部入力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の周囲を回転してＸ線３Ｄ画像を撮影するＸ線撮影手段と、前記Ｘ線撮影手段の近傍に設置され、かつ前記被検者の可視光３Ｄ画像を撮影する可視光撮影手段と、前記可視光撮影手段で得られた可視光３Ｄ画像を使用して前記Ｘ線撮影手段により撮影する前記被検者のＸ線撮影部位を位置決めするようにした計測装置であって、断続的に撮影された複数の可視光３Ｄ画像から撮影部位の特徴量を抽出して前記被検者の解剖学的な座標系を得る手段と、得られた解剖学的座標系を基に、前記可視光３Ｄ画像と同時に撮影されたＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一する手段とを具備したことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記被検者の複数の特徴点を結ぶ線から得られるカンベル平面と、前記カンベル平面に直交する面から解剖学的座標系を生成してなる請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記被検者を撮影した可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を再構成して記憶手段に保存し、後日前記記憶手段より読み出した前記可視光３Ｄ画像を基にＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一してなる請求項１または２に記載の計測装置。
【請求項１】
被検者の周囲を回転してＸ線３Ｄ画像を撮影するＸ線撮影手段と、前記Ｘ線撮影手段の近傍に設置され、かつ前記被検者の可視光３Ｄ画像を撮影する可視光撮影手段と、前記可視光撮影手段で得られた可視光３Ｄ画像を使用して前記Ｘ線撮影手段により撮影する前記被検者のＸ線撮影部位を位置決めするようにした計測装置であって、断続的に撮影された複数の可視光３Ｄ画像から撮影部位の特徴量を抽出して前記被検者の解剖学的な座標系を得る手段と、得られた解剖学的座標系を基に、前記可視光３Ｄ画像と同時に撮影されたＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一する手段とを具備したことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記被検者の複数の特徴点を結ぶ線から得られるカンベル平面と、前記カンベル平面に直交する面から解剖学的座標系を生成してなる請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記被検者を撮影した可視光３Ｄ画像とＸ線３Ｄ画像を再構成して記憶手段に保存し、後日前記記憶手段より読み出した前記可視光３Ｄ画像を基にＸ線３Ｄ画像を座標変換することにより、断続的に撮影された複数のＸ線３Ｄ画像間の座標系を統一してなる請求項１または２に記載の計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２６７９９５（Ｐ２００７−２６７９９５Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９８０２７（Ｐ２００６−９８０２７）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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