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特開2024-135126生体計測装置、生体計測方法、画像処理方法およびプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024135126
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】生体計測装置、生体計測方法、画像処理方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
A61B 6/00 20240101AFI20240927BHJP
A61B 6/46 20240101ALI20240927BHJP
A61B 5/248 20210101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
A61B6/00 390Z
A61B6/00 360B
A61B5/248
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045661
(22)【出願日】2023-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(71)【出願人】
【識別番号】504179255
【氏名又は名称】国立大学法人 東京医科歯科大学
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】竹田 遼二
(72)【発明者】
【氏名】内城 禎久
(72)【発明者】
【氏名】木下 彰
(72)【発明者】
【氏名】岡田 吉智
(72)【発明者】
【氏名】川端 茂▲徳▼
【テーマコード（参考）】
4C093
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C093AA01
4C093EB12
4C093EB13
4C093FF35
4C127AA10
4C127BB05
4C127EE00
4C127HH13
(57)【要約】
【課題】被検体を移動させることなく放射線撮影部を着脱可能な生体計測装置を提供にすること。
【解決手段】本開示の一態様に係る生体計測装置は、被検体に放射線を照射する照射部と、前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の一態様に係る生体計測装置は、被検体に放射線を照射する照射部と、前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体に放射線を照射する照射部と、
前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、
前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する、生体計測装置。
前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、
前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する、生体計測装置。
【請求項2】
前記照射部は、前記磁気検出部との間に前記被検体を配置可能に前記磁気検出部から離隔して配置されている、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項3】
前記放射線検出部は、前記磁気検出部との間に前記被検体を配置可能に前記磁気検出部から離隔して配置されている、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項4】
前記放射線検出部によって、前記被検体と前記磁気検出部が重畳している放射線画像データを取得する、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項5】
前記照射部と前記放射線検出部との間に配置され、放射線により撮影されることが可能な標識部材をさらに有する、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項6】
前記磁気検出部は、複数の磁気センサを含み、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項7】
前記磁気検出部は、コイルが巻かれているセンサボビンを含み、
前記センサボビンは、中空構造を含む、請求項１に記載の生体計測装置。
前記センサボビンは、中空構造を含む、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項8】
前記磁気検出部の少なくとも一部が、前記照射部を中心とした放射形状となっている、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項9】
処理部をさらに有し、
前記放射線検出部は、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、を撮影し、
前記処理部は、前記第１画像と前記第２画像とに基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成する、請求項１に記載の生体計測装置。
前記放射線検出部は、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、を撮影し、
前記処理部は、前記第１画像と前記第２画像とに基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成する、請求項１に記載の生体計測装置。
【請求項10】
前記処理部は、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、請求項９に記載の生体計測装置。
【請求項11】
前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報は、磁場情報から電流源再構成を行うことにより得られた電流分布情報を含む、請求項１０に記載の生体計測装置。
【請求項12】
前記処理部は、前記第１画像および前記第２画像の少なくとも一方の輝度を調整する調整部を含む、請求項９に記載の生体計測装置。
【請求項13】
前記調整部は、前記第２画像を領域分割した複数の画像領域ごとで前記輝度を調整する、請求項１２に記載の生体計測装置。
【請求項14】
前記処理部は、前記第３画像において、前記被検体の形態情報が欠落した画像領域を補完する補完部を有する、請求項９に記載の生体計測装置。
【請求項15】
生体計測装置による生体計測方法であって、前記生体計測装置が、
照射部により、被検体に放射線を照射し、
放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置されていない状態で撮影された第２画像を出力し、
前記放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置された状態で撮影された第１画像を出力し、
前記放射線検出部と前記照射部との間に配置された磁気検出部により、前記被検体の生体磁気を検出し、
処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む前記第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない前記第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、
前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、生体計測方法。
照射部により、被検体に放射線を照射し、
放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置されていない状態で撮影された第２画像を出力し、
前記放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置された状態で撮影された第１画像を出力し、
前記放射線検出部と前記照射部との間に配置された磁気検出部により、前記被検体の生体磁気を検出し、
処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む前記第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない前記第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、
前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、生体計測方法。
【請求項16】
被検体に放射線を照射する照射部と、
前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、
前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する生体計測装置により得られる画像の画像処理方法であって、
処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、
前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、画像処理方法。
前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、
前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する生体計測装置により得られる画像の画像処理方法であって、
処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、
前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、画像処理方法。
【請求項17】
被検体と磁気検出部とを含むようにして撮影された第１画像と、磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成する
処理を情報処理装置に実行させるプログラム。
処理を情報処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、生体計測装置、生体計測方法、画像処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、被検体の心臓や脊髄、末梢神経等を構成する細胞の興奮に伴う電流によって生じる微弱な生体磁気を計測する生体計測装置が知られている。
【0003】
上記の生体計測装置として、放射線感光体を用いた被検体の形態画像と、生体磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と、を重ね合わせて表示するために、生体計測装置に放射線感光体を着脱可能にするものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の装置では、放射線感光体等の放射線検出部を着脱する際に被検体を移動させる。このため、被検体の移動機構が必要になるうえ、移動の際に被検体が位置ずれし、形態画像と生体磁気に関する情報とを正確に重ね合わせることができない場合がある。
【0005】
本開示は、被検体を移動させることなく放射線検出部を着脱可能な生体計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係る生体計測装置は、被検体に放射線を照射する照射部と、前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、被検体を移動させることなく放射線検出部を着脱可能な生体計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係る生体計測装置の構成例を示す側面図である。
【図2A】第１実施形態に係る磁気検出部の構成例を模式的に示す断面図である。
【図2B】変形例に係る磁気検出部の構成例を模式的に示す断面図である。
【図3】第１実施形態に係る処理部のハードウェア構成例を示す図である。
【図4】第１実施形態に係る処理部の機能構成例を示す図である。
【図5】第１実施形態に係る生体計測装置の動作の一例を示すフロー図である。
【図6】被検体が配置されていない状態での放射線撮影の様子を示す図である。
【図7】第１実施形態に係る生体計測装置の動作の他の例を示すフロー図である。
【図8】第１実施形態に係る第２画像の一例を示す図である。
【図9】第１実施形態に係る第１画像の一例を示す図である。
【図10】第１実施形態に係る第３画像の一例を示す図である。
【図11】第１実施形態に係る第４画像の一例を示す図である。
【図12】放射線撮影実験における模擬被検体を示す図である。
【図13-1】模擬被検体と磁気検出部が重ね合わせられた放射線撮影画像の一例を示す図である。
【図13-2】磁気検出部を含み、模擬被検体を含まない第２画像の一例を示す図である。
【図13-3】模擬被検体を放射線撮影した第３画像の一例を示す図である。
【図14】第１変形例に係る生体計測装置の構成例を示す側面図である。
【図15】第２変形例に係る生体計測装置の構成例を示す側面図である。
【図16】第３変形例に係る生体計測装置の構成例を示す側面図である。
【図17】第４変形例に係る生体計測装置の構成例を示す側面図である。
【図18】第５変形例に係る生体計測装置の構成例を示す側面図である。
【図19】第２実施形態に係る処理部の機能構成例を示す図である。
【図20】第２実施形態に係る調整部により領域分割した複数の領域ごとでの輝度調整処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示の実施形態に係る生体計測装置、生体計測方法、および画像処理方法について図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための生体計測装置、生体計測方法、および画像処理方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。
【0010】
各図面において、方向を表すために、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を有する直交座標を用いる。Ｚ軸方向は上下方向を表す。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、Ｚ軸に直交する面内において直交する二方向を表す。Ｘ軸の矢印が向く方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向とは反対方向を－Ｘ方向と表す。Ｙ軸の矢印が向く方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向とは反対方向を－Ｙ方向と表す。Ｚ軸の矢印が向く方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向とは反対方向を－Ｚ方向と表す。
【0011】
本明細書において、上面視とは上方（＋Ｚ方向）から対象を視ることをいう。さらに、但し、これら方向表現は、説明の便宜のためのものであり、本開示の実施形態の方向を限定するものではない。
【0012】
［第１実施形態］
＜生体計測装置１００の全体構成例＞
図１を参照して、第１実施形態に係る生体計測装置１００の構成について説明する。図１は、生体計測装置１００の構成の一例を示す図である。また図１は、＋Ｘ方向から視た磁気検出部３周辺の側面図である。
＜生体計測装置１００の全体構成例＞
図１を参照して、第１実施形態に係る生体計測装置１００の構成について説明する。図１は、生体計測装置１００の構成の一例を示す図である。また図１は、＋Ｘ方向から視た磁気検出部３周辺の側面図である。
【0013】
図１に示すように、生体計測装置１００は、照射部１と、放射線検出部２と、磁気検出部３と、を有する。生体計測装置１００は、被検体Ｓが発する微弱な生体磁気を検出し、該生体磁気に基づいて、被検体Ｓの脊髄や末梢神経、心臓や骨格筋等の神経筋電気活動に関する情報を出力するものである。
【0014】
被検体Ｓは生体に対応する。本明細書では、被検体Ｓは人間とする。但し、被検体Ｓは人間以外の生体であってもよい。被検体Ｓは、架台４に載置される。架台４は、頭部用架台４１と、胴部用架台４２と、を含む。頭部用架台４１は、人の頭部を載置する。胴部用架台４２は、人の胴部を載置する。
【0015】
本実施形態では、生体計測装置１００は、放射線検出部２により放射線撮影された被検体Ｓの形態画像と、磁気検出部３による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と、を重ね合わせた重畳画像を生成して出力する。医師等の診断者は、この重畳画像を観察することにより、生体磁気に関する情報が被検体Ｓの身体のどの部分のものであるかを認識しやすくなる。なお、形態画像とは、被検体Ｓの器官の形態的な位置に関する情報を含む画像をいう。
【0016】
上記の重畳画像を生成するために、生体計測装置１００は、放射線撮影と生体磁気検出とを異なるタイミングで行う。生体計測装置１００は、放射線検出部２が生体計測装置１００に取り付けられた状態で、放射線撮影を行う。一方、生体計測装置１００は、放射線検出部２が生体計測装置１００から取り外された状態で、生体磁気検出を行う。
【0017】
例えば、被検体と磁気検出部との間に放射線検出部が配置されるように、放射線検出部を生体計測装置に取り付けようとすると、放射線検出部を取り付ける際に、空間確保等を目的として被検体の移動が求められる場合がある。被検体Ｓを移動可能にするには、被検体Ｓの移動機構が必要になる。また被検体Ｓを移動可能にするには、生体計測装置が大型化したり、装置構成が複雑になったりする。さらに、被検体Ｓを移動させると、移動の際に被検体Ｓが位置ずれすることで、形態画像と生体磁気に関する情報とを正確に重ね合わせることが困難になる場合がある。
【0018】
本実施形態では、磁気検出部３は、放射線検出部２と照射部１との間に配置される。また、被検体Ｓおよび磁気検出部３は、放射線検出部２と照射部１との間に配置される。例えば被検体Ｓは、照射部１と磁気検出部３との間に配置される。磁気検出部３を放射線検出部２と照射部１との間に配置することで、磁気検出部３を挟んで被検体Ｓの反対側に放射線検出部２を配置でき、被検体Ｓと磁気検出部３との間に放射線検出部２を配置しなくてもよい。これにより、本実施形態では、被検体Ｓを移動させることなく放射線検出部２を着脱可能にすることができる。そして、被検体Ｓの移動機構を不要にするとともに被検体Ｓの位置ずれを低減することができる。以下、各構成部の詳細を説明する。
【0019】
照射部１は、被検体Ｓに放射線を照射する。照射部１は、架台４に載置された被検体Ｓの上方（＋Ｚ方向）に配置され、被検体Ｓに放射線を照射する。本明細書に示す例では、照射部１は、放射線として単純Ｘ線を照射可能なＸ線光源である。
【0020】
放射線検出部２は、被検体Ｓの被検部位を放射線撮影可能である。放射線検出部２は、放射線を受光する受光面を有し、照射部１から照射された単純Ｘ線に基づき被検体Ｓを撮影する。放射線検出部２は、被検体Ｓの被検部位Ｔを撮影可能な位置に、架台４とは独立して設けられる。放射線検出部２は、被検部位Ｔを透過した単純Ｘ線に基づき、被検部位Ｔの撮影画像を取得する。撮影画像はデジタル画像データである。放射線検出部２は、撮影画像に関する情報を処理部に出力する。
【0021】
放射線検出部２は、頭部用架台４１と胴部用架台４２との間に配置される。放射線検出部２は、被検体Ｓの被検部位Ｔが撮像可能な位置である支持部２１により支持される。
【0022】
放射線検出部２には、フラットパネルディテクタ、またはイメージングプレートを使用できる。フラットパネルディテクタの変換方式には、直接変換方式、間接方式等がある。直接変換方式は、照射された放射線の線量に応じて検出素子としての受光面で電荷を発生させ、この電荷を電気信号に変換するものである。間接方式は、シンチレータ等の受光面により、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じて、フォトダイオード等の光電変換素子により電荷を発生させて電気信号に変換するものである。
【0023】
上記のイメージングプレートは、輝尽性蛍光体粉末を塗布したフィルムを受光面としてカセッテとよばれる筐体に収めたものである。被検体Ｓの被検部位Ｔを透過した放射線は、イメージングプレートに照射され、輝尽性を有する蛍光体に放射線のエネルギーが蓄えられる。その後、読取装置により、イメージングプレートに特定の波長のレーザ光を照射し、イメージングプレートによる照射レーザ光の反射光量または透過光量のどちらか一方を読み取ることによって、撮影画像が得られる。
【0024】
磁気検出部３は、被検体Ｓの生体磁気を検出する。磁気検出部３は、検出した磁気に関する情報を処理部に出力する。本実施形態では、磁気検出部３は、放射線検出部２と照射部１との間に配置される。また、被検体Ｓは、照射部１と磁気検出部３との間に配置される。磁気検出部３は、頭部用架台４１と胴部用架台４２との間に配置され、被検体Ｓの被検部位Ｔに向き合うように配置される。
【0025】
【0026】
図２Ａに示すように、磁気検出部３は、生体磁気を検出する複数の磁気センサ３１をアレイ状に配置した磁気センサアレイを含む。複数の磁気センサ３１は、温度調節機構を有する断熱容器３２内に保持される。磁気センサ３１は、被検体Ｓから生じる生体磁気を検出する。具体的に、磁気センサ３１としては、超伝導量子干渉素子（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＱＵＩＤ）や光ポンピング原子磁気センサ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｐｕｍｐｅｄ Ａｔｏｍｉｃ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ：ＯＰＡＭ）、磁気抵抗効果素子、磁気インピーダンス素子、フラックスゲートセンサ等が挙げられる。これらＳＱＵＩＤセンサや光ポンピング原子磁気センサは、１０－１８Ｔ程度の極めて弱い生体磁気も検出できるほどの検出感度を有する。
【0027】
断熱容器３２は、内槽３２１と外槽３２２とを有する。断熱容器３２の形状は、被検体Ｓと対向する先端面３２ａが、被検体Ｓの被検部位Ｔの体表面に沿った形状であることが好ましく、平面であっても、曲面状であってもよい。例えば、図１に示すように、磁気検出部３に被検体Ｓの頸部を当てて生体磁気計測をする場合には、先端面３２ａの形状は、頸髄の円弧に合わせた曲面形状であることが好ましい。
【0028】
複数の磁気センサ３１それぞれから出力される信号は、処理部５に送られて磁気情報へ変換される。磁気検出部３は、複数の磁気センサ３１を有することにより、多くの磁気情報を取得できるだけでなく、磁気情報を２次元マッピングすること等により、さらに詳細な生体情報を取得できる。また、磁気センサ３１が常温でも動作する場合には、温度調節機構及び断熱容器３２が不要となる。磁気センサ３１の個数や配列方法は、特に制限されず、被検体Ｓの被検領域Ｔに応じて適宜設定可能である。
【0029】
磁気センサ３１は、コイルが巻かれているセンサボビンを含む。センサボビンは、中空構造を含む。中空構造は、筒形状や多孔質形状等の構造である。また磁気センサ３１は、放射線の透過性を高めるため密度の低い材料を含んで構成されることが好ましい。磁気センサ３１は、密度の低い材料を含むこと、または中空構造を有することや断熱容器３２の被検体Ｓと対向する先端面３２ａにおける磁気センサの占有面積を少なくすることで、放射線の透過性を高めることができる。
【0030】
低温で動作する磁気センサ３１である場合には、冷却による亀裂を防ぐため、磁気センサ３１は、熱伝導率が高く、かつ冷却による熱収縮を抑えるために線膨張係数の低い材料を含んで構成されることが好ましい。この材料には、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ＰｏｌｙＥｔｈｅｒＥｔｈｅｒＫｅｔｏｎｅ）樹脂、紙ベークライト、布ベークライト、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｒｅｓｉｎ）樹脂、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ：Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）樹脂、アクリル（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）樹脂、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等が挙げられる。
【0031】
図２Ｂは、変形例に係る磁気検出部３の構成例を模式的に示す断面図である。図２Ｂのように磁気センサ３１および断熱容器３２は、照射部１を中心とした放射状に配置することで、放射線検出部２からの撮影画像Ｉｍ１に表れるそれぞれの影の面積を低減することができる。磁気センサ３１のセンサボビンを放射の照射部１を焦点とする放射状に配置し、さらに断熱容器３２の側面部分も照射部１を焦点とする放射状に配置することが望ましい。断熱容器３２は通常、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）や金属ステンレス等で構成される。そのようなＸ線透過率の低い材料を選定しても放射線方向の部材厚みが大きく、撮影画像Ｉｍ１に濃く写ってしまうことでそこに重なった被検部位Ｔの形態情報は失われやすい。そのため、磁気センサ３１や断熱容器３２の影の面積をなるべく小さくすることが望ましい。
【0032】
＜処理部５の構成例＞
生体計測装置１００は、図１の構成の他に処理部を有してもよい。本実施形態では、放射線検出部２は、被検体Ｓと磁気検出部３とを含む第１画像と、磁気検出部３を含み、被検体Ｓを含まない第２画像と、を撮影する。処理部は、これら第１画像と第２画像とに基づき、磁気検出部３が差分処理された第３画像を生成することができる。以下、図３および図４を参照して、本実施形態に係る処理部の構成について説明する。
生体計測装置１００は、図１の構成の他に処理部を有してもよい。本実施形態では、放射線検出部２は、被検体Ｓと磁気検出部３とを含む第１画像と、磁気検出部３を含み、被検体Ｓを含まない第２画像と、を撮影する。処理部は、これら第１画像と第２画像とに基づき、磁気検出部３が差分処理された第３画像を生成することができる。以下、図３および図４を参照して、本実施形態に係る処理部の構成について説明する。
【0033】
（ハードウェア構成）
図３は、処理部５のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。処理部５は、ＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)５０１と、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)５０２と、ＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)５０３と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）／ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）５０４と、Ｉ／Ｏポート５０５と、外部Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５０６と、を有する。これらは、システムバスＢを介して相互に通信可能に接続されている。
図３は、処理部５のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。処理部５は、ＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)５０１と、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)５０２と、ＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)５０３と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）／ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）５０４と、Ｉ／Ｏポート５０５と、外部Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５０６と、を有する。これらは、システムバスＢを介して相互に通信可能に接続されている。
【0034】
ＣＰＵ５０１は、各種の演算処理を含む制御処理を実行するプロセッサである。ＲＯＭ５０２は、ＩＰＬ(Ｉｎｉｔｉａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒ)等のＣＰＵ５０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される揮発性メモリである。ＨＤＤ／ＳＳＤ５０４は、プログラム等の各種情報、放射線検出部２および磁気検出部３により検出された情報等を格納する不揮発性メモリである。
【0035】
Ｉ／Ｏポート５０５は、照射部１、放射線検出部２および磁気検出部３等と、処理部５と、を接続する入出力ポートである。ここでは、Ｉ／Ｏポート５０５は、照射部１に照射制御信号Ｃ１を出力し、磁気検出部３から磁気情報ｍを入力し、放射線検出部２から撮影画像Ｉｍ１を入力することができる。
【0036】
外部Ｉ／Ｆ５０６は、処理部５が生体計測装置１００の外部装置と通信するためのインターフェースである。処理部５は、外部Ｉ／Ｆ５０６を介して外部のコンピュータ等と通信できる。また、外部Ｉ／Ｆ５０６は、生体計測装置１００の操作者が生体計測装置１００の操作部を用いて入力した生体計測装置１００に対する操作入力を受け付けることもできる。
【0037】
（機能構成）
図４は、処理部５の機能構成の一例を示すブロック図である。処理部５は、入力部５１と、差分部５２と、格納部５３と、電流分布生成部５４と、画像重畳部５５と、照射制御部５６と、放射線検出制御部５７と、磁気検出制御部５８と、出力部５９と、を有する。
図４は、処理部５の機能構成の一例を示すブロック図である。処理部５は、入力部５１と、差分部５２と、格納部５３と、電流分布生成部５４と、画像重畳部５５と、照射制御部５６と、放射線検出制御部５７と、磁気検出制御部５８と、出力部５９と、を有する。
【0038】
入力部５１および出力部５９の各機能は、図３に示したＩ／Ｏポート５０５および外部Ｉ／Ｆ５０６の少なくとも１つにより実現される。差分部５２、電流分布生成部５４、画像重畳部５５、照射制御部５６、放射線検出制御部５７および磁気検出制御部５８の各機能は、図３に示したＣＰＵ５０１がＲＯＭ５０２に記憶されたプログラムに規定された処理を実行することにより実現される。
【0039】
入力部５１は、放射線検出部２との通信を制御することにより、放射線検出部２から放射線検出部２により放射線撮影された画像を入力する。また入力部５１は、磁気検出部３との通信を制御することにより、磁気検出部３から磁気検出部３により検出された磁気情報ｍを入力する。
【0040】
本実施形態では、差分部５２は、被検体Ｓと磁気検出部３とを含む第１画像Ｉｍ１と、磁気検出部３を含み、被検体Ｓを含まない第２画像Ｉｍ２と、に基づき、磁気検出部３が差分処理された第３画像Ｉｍ３を取得して出力する。第１画像Ｉｍ１および第２画像Ｉｍ２は、放射線検出部２により放射線撮影された画像である。
【0041】
例えば差分部５２は、放射線検出部２と照射部１との間に被検体Ｓが配置された状態で放射線撮影された第１画像Ｉｍ１を、入力部５１を介して取得する。また差分部５２は、放射線検出部２と照射部１との間に被検体Ｓが配置されていない状態で放射線撮影された第２画像Ｉｍ２を、入力部５１を介して取得する。差分部５２は、第１画像Ｉｍ１から第２画像Ｉｍ２を画像差分処理することにより、第３画像Ｉｍ３を生成することができる。
【0042】
本実施形態では、差分部５２は、格納部５３に予め格納された第２画像Ｉｍ２を格納部５３から読み出すことにより取得してもよい。この場合には、第２画像Ｉｍ２は、放射線検出部２により予め放射線撮影され、格納部５３に格納される。生体計測装置１００は、放射線検出部２と照射部１との間に被検体Ｓが配置されていない状態での放射線撮影を再度行う必要はない。また図４において、入力部５１から差分部５２に送られるデータには、第２画像Ｉｍ２は含まれない。本実施形態では、格納部５３から読み出して第２画像Ｉｍ２を取得することで、撮影の手間を省略できるとともに、生体計測装置１００による計測時間を短縮することができる。
【0043】
電流分布生成部５４は、磁気検出部３による磁気情報ｍに基づいて、電流分布に関する電流分布情報Ｄを生成する。電流分布情報Ｄは、磁気検出部３による検出結果としての磁気情報ｍから電流源再構成を行うことにより得られる。本実施形態では、磁気検出部３による検出結果に基づく生体磁気に関する情報は、電流分布情報Ｄを含む。これにより、生体磁気を可視化することができる。電流分布生成部５４は、生成した電流分布情報Ｄを画像重畳部５５に出力する。
【0044】
画像重畳部５５は、電流分布生成部５４からの電流分布情報Ｄと第３画像Ｉｍ３とが重ね合わされた重畳画像に対応する第４画像Ｉｍ４を生成する。第４画像Ｉｍ４は、磁気検出部３による生体磁気の検出結果と被検部位Ｔの形態画像とが対応づけられた情報である。画像重畳部５５は、出力部５９を介して、生成した第４画像Ｉｍ４を出力する。
【0045】
照射制御部５６は、出力部５９を介して第１制御信号Ｃ１を照射部１に出力することにより、照射部１の動作を制御する。
【0046】
放射線検出制御部５７は、出力部５９を介して第２制御信号Ｃ２を放射線検出部２に出力することにより、放射線検出部２の動作を制御する。
【0047】
磁気検出制御部５８は、出力部５９を介して第３制御信号Ｃ３を磁気検出部３に出力することにより、磁気検出部３の動作を制御する。
【0048】
出力部５９は、外部装置との通信を制御することにより、処理部５からデータまたは信号を外部装置に出力する。例えば、出力部５９は、第４画像Ｉｍ４をディスプレイに出力してディスプレイに表示させる。但し、これに限らず、出力部５９は、第４画像Ｉｍ４をその他の出力方法（例えば、メモリ出力、外部送信等）によって出力してもよい。
【0049】
上記の処理部５の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記した生体計測装置１００の各機能を実行するよう設計されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
【0050】
＜生体計測装置１００の動作例＞
図５～図７を参照して、生体計測装置１００の動作について説明する。なお、図４の機能構成図等も適宜参照して説明する。図５は、生体計測装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。図６は、被検体が配置されていない状態での放射線撮影の様子を示す図である。
図５～図７を参照して、生体計測装置１００の動作について説明する。なお、図４の機能構成図等も適宜参照して説明する。図５は、生体計測装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。図６は、被検体が配置されていない状態での放射線撮影の様子を示す図である。
【0051】
【0052】
まず、ステップＳ１１において、生体計測装置１００は、照射制御部５６により照射部１の動作を制御することで、単純Ｘ線の照射を開始する。
【0053】
続いて、ステップＳ１２において、生体計測装置１００は、放射線検出制御部５７により放射線検出部２の動作を制御することで、被検体Ｓが配置されていない状態で放射線撮影し、第２画像Ｉｍ２を取得する。図６に示すように、照射部１と放射線検出部２との間には、被検体Ｓが配置されておらず、磁気検出部３が配置されている状態になる。
【0054】
続いて、ステップＳ１３において、生体計測装置１００は、照射制御部５６により照射部１の動作を制御することで、単純Ｘ線の照射を停止する。
【0055】
続いて、ステップＳ１４において、被検体Ｓが生体計測装置１００の架台４上に配置される。
【0056】
続いて、ステップＳ１５において、生体計測装置１００は、照射制御部５６により照射部１の動作を制御することで、単純Ｘ線の照射を開始する。
【0057】
続いて、ステップＳ１６において、生体計測装置１００は、放射線検出制御部５７により放射線検出部２の動作を制御することで、被検体Ｓが配置された状態で放射線撮影し、第１画像Ｉｍ１を取得する。
【0058】
続いて、ステップＳ１７において、生体計測装置１００は、照射制御部５６により照射部１の動作を制御することで、単純Ｘ線の照射を停止する。
【0059】
続いて、ステップＳ１８において、放射線検出部２が生体計測装置１００から取り外される。
【0060】
続いて、ステップＳ１９において、生体計測装置１００は、差分部５２により第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２の画像差分処理を行い、第３画像Ｉｍ３を生成する。
【0061】
続いて、ステップＳ２０において、生体計測装置１００は、磁気検出制御部５８により磁気検出部３の動作を制御することで、被検体Ｓの生体磁気を検出する。また生体計測装置１００は、電流分布生成部５４は、磁気検出部３による磁気情報ｍに基づいて、電流分布に関する電流分布情報Ｄを生成する。
【0062】
続いて、ステップＳ２１において、生体計測装置１００は、画像重畳部５５により、差分部５２からの第３画像Ｉｍ１と、電流分布生成部５４からの電流分布情報Ｄと、の重ね合わせ処理を行い、第４画像Ｉｍ４を取得する。
【0063】
続いて、ステップＳ２２において、生体計測装置１００は、出力部５９により第４画像Ｉｍ４を外部装置に出力する。
【0064】
以上のようにして、生体計測装置１００は、生体磁気の計測結果として第４画像Ｉｍ４を生成して出力することができる。
【0065】
本実施形態では、放射線検出部２を生体計測装置１００に取り付ける際、並びに放射線検出部２を生体計測装置１００から取り外す際に、被検体Ｓを移動させなくてよい。従って、本実施形態では、被検体を移動させることなく放射線検出部２を着脱可能な生体計測装置、生体計測方法、および画像処理方法を提供できる。
【0066】
【0067】
図７において、生体計測装置１００は、例えば放射線検出部２が生体計測装置１００に取り付けられたタイミングで図７の動作を開始する。なお、第２画像Ｉｍ２は、動作開始前に予め取得され、格納部５３に格納されている。
【0068】
ステップＳ３１において、生体計測装置１００は、差分部５２により、格納部５３に格納された第２画像Ｉｍ２を読み出して取得する。ステップＳ３２以降の動作は、図５のステップＳ１４以降の動作と同じであるため、ここでは重複した説明を省略する。このように、生体計測装置１００は、格納部５３から取得した第２画像Ｉｍ２を用いて第４画像Ｉｍ４を生成して出力することもできる。この場合にも、図５に動作における効果とほぼ同じ効果を得ることができる。
【0069】
＜第１～４画像の取得結果例＞
図８～１１を参照して、第１画像Ｉｍ１、第２画像Ｉｍ２、第３画像Ｉｍ３および第４画像Ｉｍ４それぞれの取得結果について説明する。図８は、第２画像Ｉｍ２の一例を示す図である。図９は、第１画像Ｉｍ１の一例を示す図である。図１０は、第３画像Ｉｍ３の一例を示す図である。図１１は、第４画像Ｉｍ４の一例を示す図である。
図８～１１を参照して、第１画像Ｉｍ１、第２画像Ｉｍ２、第３画像Ｉｍ３および第４画像Ｉｍ４それぞれの取得結果について説明する。図８は、第２画像Ｉｍ２の一例を示す図である。図９は、第１画像Ｉｍ１の一例を示す図である。図１０は、第３画像Ｉｍ３の一例を示す図である。図１１は、第４画像Ｉｍ４の一例を示す図である。
【0070】
図８は、図５のステップＳ１２、または図７のステップＳ２１において取得される第２画像Ｉｍ２を示している。図８に示すように、第２画像Ｉｍ２は、磁気検出部３を含み、被検体Ｓを含んでいない。第２画像Ｉｍ２は、磁気検出部３の単純Ｘ線画像である。磁気検出部３は、上面視において略円形の外形形状を有する複数の磁気センサ３１を含んでいる。なお、本特許請求の範囲および本明細書では、画像が磁気検出部３等の対象の像を含むことを、画像が磁気検出部３等の対象を含むと表現する場合がある。
【0071】
図９は、図５のステップＳ１６、または図７のステップＳ２４において取得される第１画像Ｉｍ１を示している。図９に示すように、第１画像Ｉｍ１は、磁気検出部３と被検体Ｓとを含んでいる。第１画像Ｉｍ１は、磁気検出部３および被検体Ｓの単純Ｘ線画像である。
【0072】
図１０は、図５のステップＳ１９、または図７のステップＳ２７において生成される第３画像Ｉｍ３を示している。図９に示すように、第３画像Ｉｍ３は、被検体Ｓを含み、磁気検出部３を含んでいない。第３画像Ｉｍ３は、差分部５２による第１画像Ｉｍ１から第２画像Ｉｍ２が画像差分処理され、第１画像Ｉｍ１から磁気検出部３が取り除かれたものである。なお、図１０における被検部位Ｔは、生体磁気計測を行う対象部位を示している。
【0073】
図１１は、図５のステップＳ２１、または図７のステップＳ２９において生成される第４画像Ｉｍ４を示している。第４画像Ｉｍ４は、図１０における被検部位Ｔの領域が拡大されたものである。図１１に示すように、第４画像Ｉｍ４は、電流分布情報Ｄと被検体Ｓとを含んでいる。医師等の診断者は、第４画像Ｉｍ４を観察することで、電流分布情報Ｄが被検体Ｓの身体におけるどの部分のものであるかを容易に認識し、診断を行うことができる。
本実施形態では、
本実施形態では、
【0074】
本明細書で示す例では、第３画像Ｉｍ３は、被検体Ｓの形態画像に対応する。第３画像Ｉｍ３を形態画像として第４画像Ｉｍ４を生成することで、診断者は、磁気検出部３が含まれない第４画像Ｉｍ４を用いて診断できるため、診断が行いやすくなる。但し、本実施形態では、第１画像Ｉｍ１を形態画像とし、第１画像Ｉｍ１と電流分布情報Ｄとを重ね合わせて第４画像Ｉｍ４を生成してもよい。この場合にも、被検体Ｓを移動させることなく放射線検出部２を着脱可能であるという効果を得ることができる。
【0075】
また、本実施形態では、被検体Ｓが架台４上に横たわった状態で計測することができる。このため、被検体Ｓが起立または着座した状態で計測を行う場合と比較して、被検体Ｓが動きにくい状態で計測できる。これにより、被検体Ｓが動くことに伴う計測精度の低下を低減し、計測精度を高くすることができる。
【0076】
また、本実施形態では、生体計測装置１００は、照射部１と放射線検出部２との間に配置され、放射線により撮影されることが可能な標識部材を有してもよい。この標識部材には、例えば磁気マーカーを使用できる。生体計測装置１００は、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２の画像差分処理を行う際に、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２に含まれる標識部材を目印にすることで、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２の間の位置、倍率等を合わせる調整を容易に行うことができる。また、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２の間の位置、倍率等の調整の結果、磁気検出部３が適切に取り除かれた第３画像Ｉｍ３を生成することができる。
【0077】
＜模擬被検体の放射線撮影実験結果例＞
図１２～１３を参照して、模擬被検体の放射線撮影実験結果について説明する。図１２は、模擬被検体の一例を示す図である。図１３は、模擬被検体を放射線撮影した第１画像Ｉｍ１の一例を示す図である。
図１２～１３を参照して、模擬被検体の放射線撮影実験結果について説明する。図１２は、模擬被検体の一例を示す図である。図１３は、模擬被検体を放射線撮影した第１画像Ｉｍ１の一例を示す図である。
【0078】
図１２に示す模擬被検体Ｓ１として、人間の頸椎周辺を模したＸ線ファントムを用いた。また磁気検出部３を模して、断熱容器内に磁気センサを模した紙ベークライト製のパイプを４４個設置し、図１に示した配置で単純Ｘ線を用いた放射線撮影を行った。パイプには、外径２０ｍｍ、内径１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍのものを用いた。単純Ｘ線の照射条件は管電圧値８０ｋＶ、ｍＡｓ値２４．６ｍＡｓとした。
【0079】
図１３－１に示すように、模擬被検体Ｓ１と磁気検出部３が重ね合わせられた放射線撮影画像（第１画像Ｉｍ１）が得られた。また、磁気検出部３を含み、模擬被検体Ｓ１を含まない図１３－２に示す第２画像Ｉｍ２を図１３－１に示す第１画像Ｉｍ１から画像差分処理することにより、模擬被検体Ｓ１を含み、磁気検出部３が差分処理された図１３-３に示す第３画像Ｉｍ３を生成できた。
【0080】
＜変形例＞
実施形態に係る生体計測装置における照射部１、放射線検出部２、磁気検出部３および被検体Ｓの配置は、様々な変形が可能である。以下、変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同じ構成部には同じ符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降に示す他の変形例および実施形態においても同様である。
実施形態に係る生体計測装置における照射部１、放射線検出部２、磁気検出部３および被検体Ｓの配置は、様々な変形が可能である。以下、変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同じ構成部には同じ符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降に示す他の変形例および実施形態においても同様である。
【0081】
（第１変形例）
図１４は、第１変形例に係る生体計測装置１００ａの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と放射線検出部２との間に配置される点が、第１実施形態と主に異なる。また、架台４上に配置された被検体Ｓの上方に放射線検出部２が配置され、下方に照射部１が配置される点が、第１実施形態と主に異なる。
図１４は、第１変形例に係る生体計測装置１００ａの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と放射線検出部２との間に配置される点が、第１実施形態と主に異なる。また、架台４上に配置された被検体Ｓの上方に放射線検出部２が配置され、下方に照射部１が配置される点が、第１実施形態と主に異なる。
【0082】
本変形例においても、第１実施形態とほぼ同じ効果が得られる。また、本変形例では、照射部１と被検体Ｓとの間に磁気検出部３が配置されるため、照射部１からの単純Ｘ線が磁気検出部３で減衰されることで、単純Ｘ線による被検体Ｓの被爆量を低減することができる。
【0083】
（第２変形例）
図１５は、第２変形例に係る生体計測装置１００ｂの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と放射線検出部２との間に配置され、かつ架台４上に配置された被検体Ｓの下方に放射線検出部２が配置され、上方に照射部１が配置される点が、第１実施形態および第１変形例と主に異なる。
図１５は、第２変形例に係る生体計測装置１００ｂの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と放射線検出部２との間に配置され、かつ架台４上に配置された被検体Ｓの下方に放射線検出部２が配置され、上方に照射部１が配置される点が、第１実施形態および第１変形例と主に異なる。
【0084】
本変形例においても、第１実施形態とほぼ同じ効果が得られる。また、本変形例では、照射部１と被検体Ｓとの間に磁気検出部３が配置されるため、照射部１からの単純Ｘ線が磁気検出部３で減衰されることで、単純Ｘ線による被検体Ｓの被爆量を低減することができる。
【0085】
また、例えば照射部１を下方に配置すると、照射部１と被検体Ｓとの間に照射距離を確保する場合に架台４を高くなるため、被検体Ｓに架台４へ上り下りする負担がかかる場合がある。本変形例では、照射部１を上方に配置することで、照射部１と被検体Ｓとの間に照射距離を確保する場合に架台４を高くしなくてもよいため、被検体Ｓに対する架台４への上り下り等の負担を低減することができる。
【0086】
（第３変形例）
図１６は、第３変形例に係る生体計測装置１００ｃの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と照射部１との間に配置され、かつ架台４上に配置された被検体Ｓの下方に照射部１が配置され、上方に放射線検出部２が配置される点が、第１実施形態および第１～２変形例と主に異なる。
図１６は、第３変形例に係る生体計測装置１００ｃの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と照射部１との間に配置され、かつ架台４上に配置された被検体Ｓの下方に照射部１が配置され、上方に放射線検出部２が配置される点が、第１実施形態および第１～２変形例と主に異なる。
【0087】
本変形例においても、第１実施形態とほぼ同じ効果が得られる。
【0088】
（第４変形例）
図１７は、第４変形例に係る生体計測装置１００ｄの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と照射部１との間に配置され、かつ被検体Ｓが起立または着座した状態で計測を行う点が、第１実施形態および第１～３変形例と主に異なる。
図１７は、第４変形例に係る生体計測装置１００ｄの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と照射部１との間に配置され、かつ被検体Ｓが起立または着座した状態で計測を行う点が、第１実施形態および第１～３変形例と主に異なる。
【0089】
本変形例においても、被検体Ｓが横たわった状態で計測する場合に得られる効果を除き、第１実施形態とほぼ同じ効果が得られる。また、本変形例では、照射部１と被検体Ｓとの間に照射距離を確保する場合に架台４を高くしなくてもよいため、被検体Ｓに対する架台４への上り下り等の負担を低減することができる。
【0090】
（第５変形例）
図１８は、第５変形例に係る生体計測装置１００ｅの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と放射線検出部２との間に配置され、かつ被検体Ｓが起立または着座した状態で計測を行う点が、第１実施形態および第１～４変形例と主に異なる。
図１８は、第５変形例に係る生体計測装置１００ｅの構成の一例を示す側面図である。本変形例では、被検体Ｓは、磁気検出部３と放射線検出部２との間に配置され、かつ被検体Ｓが起立または着座した状態で計測を行う点が、第１実施形態および第１～４変形例と主に異なる。
【0091】
本変形例においても、被検体Ｓが横たわった状態で計測する場合に得られる効果を除き、第１実施形態とほぼ同じ効果が得られる。また、本変形例では、照射部１と被検体Ｓとの間に磁気検出部３が配置されるため、照射部１からの単純Ｘ線が磁気検出部３で減衰されることで、単純Ｘ線による被検体Ｓの被爆量を低減することができる。また、本変形例では、照射部１と被検体Ｓとの間に照射距離を確保する場合に架台４を高くしなくてもよいため、被検体Ｓに対する架台４への上り下り等の負担を低減することができる。
【0092】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る生体計測装置について説明する。本実施形態では、処理部が、第２画像の輝度を調整する調整部を有する点が、第１実施形態および第１～５変形例と主に異なる。また、本実施形態では、処理部が、補完部を有する点が、第１実施形態および第１～５変形例と主に異なる。補完部は、第３画像において、被検体の形態情報が欠落した画像領域を補完する。
次に、第２実施形態に係る生体計測装置について説明する。本実施形態では、処理部が、第２画像の輝度を調整する調整部を有する点が、第１実施形態および第１～５変形例と主に異なる。また、本実施形態では、処理部が、補完部を有する点が、第１実施形態および第１～５変形例と主に異なる。補完部は、第３画像において、被検体の形態情報が欠落した画像領域を補完する。
【0093】
【0094】
調整部６０および補完部６１の各機能は、図３に示したＣＰＵ５０１がＲＯＭ５０２に記憶されたプログラムに規定された処理を実行することにより実現される。
【0095】
調整部６０は、第１画像Ｉｍ１および第２画像Ｉｍ２の少なくとも一方の輝度を調整する。図１９に示す例では、第１画像Ｉｍ１の輝度を調整する。但し、調整部６０は、第２画像Ｉｍ２の輝度を調整してもよいし、第１画像Ｉｍ１および第２画像Ｉｍ２のそれぞれの輝度を調整してもよい。調整部６０は、輝度調整後の第２画像Ｉｍ２－１を差分部５２に出力する。
【0096】
例えば、第１画像Ｉｍ１を取得するときと第２画像Ｉｍ２を取得するときとで照射部１からの放射線強度が異なり、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２との間で画像の平均輝度に差が生じる場合がある。このような平均輝度の差があると、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２との画像差分処理を行った際に、磁気検出部３の画像を適切に取り除けず、第３画像Ｉｍ３の磁気検出部３の画像が残る。診断者が第４画像Ｉｍ４を観察して診断を行いやすくする観点では、第３画像Ｉｍ３に残る磁気検出部３の画像は、適切に取り除かれることが好ましい。本実施形態では、調整部６０により第２画像Ｉｍ２の輝度を調整することにより、第３画像Ｉｍ３に残る磁気検出部３の画像を低減し、磁気検出部３の画像を適切に取り除くことができる。
【0097】
補完部６１は、第３画像Ｉｍ３において、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２との画像差分処理により磁気検出部３が取り除かれることで欠落した画像領域を補完する。例えば、補完部６１は、欠落した画像領域を、その周辺の画素を用いて線形補間、スプライン補間等により補間処理することによって補完できる。補完部６１は、補完後の第３画像Ｉｍ３－１を画像重畳部５５に出力する。本実施形態では、欠落した画像領域を補完部６１で補完することにより、診断者が第４画像Ｉｍ４を観察して診断を行いやすくすることができる。
【0098】
本実施形態では、調整部６０は、第２画像Ｉｍ２を領域分割した複数の画像領域ごとで輝度を調整してもよい。例えば、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２の画像の輝度差は、画像全体にわたって一様ではなく、領域ごとで輝度差が異なる場合がある。本実施形態では、第２画像Ｉｍ２を領域分割した複数の画像領域ごとで輝度を調整することで、第３画像Ｉｍ３に残る磁気検出部３の画像を適切に取り除くことができる。
【0099】
ここで、図２０は、調整部６０により領域分割した複数の領域ごとでの輝度調整処理を説明する図である。図２０において、領域１０は、第１画像Ｉｍ１を領域分割した複数の領域のうちの１つの領域を示している。例えば領域分割は、第１画像Ｉｍ１に含まれる複数の磁気センサ３１を個別に分割するように行われる。
【0100】
調整部６０は、１つの磁気センサ３１を含む領域１０内における複数の画素の平均輝度に対して係数αを乗じてα倍する。調整部６０は、複数の領域１０を合成することにより輝度調整後の第２画像Ｉｍ２－１を生成する。係数αの算出方法には、例えば以下の２つが挙げられる。
（１）複数の領域１０を切り出し、各領域１０それぞれにて差分画像を生成する。その後、生成したそれぞれの差分画像をフーリエ変換し、複数の領域１０に対して、高周波領域のパワーの総和を求める。係数αを変更しながら前述処理を複数回実行し、高周波領域のパワーの総和が最小となる係数αを求めることによって決定する。
（２）複数の領域１０を切り出し、各領域１０それぞれにて差分画像を生成する。その後、生成したそれぞれの差分画像に対して放射線状に輝度分布を取得しそれぞれの輝度分布を微分して平均する。係数αを変更しながら前述処理を実行し、輝度分布の変化量が最大となる位置を注目位置とする。最後に注目位置における輝度分布の微分が最小となる係数αを求めることによって決定する。
（１）複数の領域１０を切り出し、各領域１０それぞれにて差分画像を生成する。その後、生成したそれぞれの差分画像をフーリエ変換し、複数の領域１０に対して、高周波領域のパワーの総和を求める。係数αを変更しながら前述処理を複数回実行し、高周波領域のパワーの総和が最小となる係数αを求めることによって決定する。
（２）複数の領域１０を切り出し、各領域１０それぞれにて差分画像を生成する。その後、生成したそれぞれの差分画像に対して放射線状に輝度分布を取得しそれぞれの輝度分布を微分して平均する。係数αを変更しながら前述処理を実行し、輝度分布の変化量が最大となる位置を注目位置とする。最後に注目位置における輝度分布の微分が最小となる係数αを求めることによって決定する。
【0101】
領域１０を複数切り出す場合には、放射線検出部２と照射部１の光軸が交わる位置を原点とし、原点から近い位置の磁気センサ３１が位置する領域１０を複数切り出すことが好ましい。また、輝度が飽和値である部分等の一部の領域１０を除外して、上記処理を行うこともできる。
【0102】
複数の磁気センサ３１のそれぞれに対応する画像領域ごとに領域分割することで、磁気センサ３１を取り除くための輝度調整を磁気センサ３１ごとに適正化できるため、複数の磁気センサ３１のそれぞれを適切に取り除くことができる。但し、領域分割は、必ずしも複数の磁気センサ３１を個別に分割するように行われなくてもよい。
【0103】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形および置換を加えることができる。
【0104】
実施形態は、上述した生体計測装置１００を有する生体計測システムも含む。生体計測システムは、生体計測装置１００のいずれか１つの他、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理装置や、表示装置、記憶装置等を有してもよい。
【0105】
本開示の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 被検体に放射線を照射する照射部と、前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する、生体計測装置である。
＜２＞ 前記照射部は、前記磁気検出部との間に前記被検体を配置可能に前記磁気検出部から離隔して配置されている、前記＜１＞に記載の生体計測装置である。
＜３＞ 前記放射線検出部は、前記磁気検出部との間に前記被検体を配置可能に前記磁気検出部から離隔して配置されている、前記＜１＞に記載の生体計測装置。
＜４＞ 前記放射線検出部によって、前記被検体と前記磁気検出部が重畳している放射線画像データを取得する、前記＜１＞から前記＜３＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜５＞ 前記照射部と前記放射線検出部との間に配置され、放射線により撮影されることが可能な標識部材をさらに有する、前記＜１＞から前記＜４＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜６＞ 前記磁気検出部は、複数の磁気センサを含み、前記＜１＞から前記＜５＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜７＞ 前記磁気センサは、コイルが巻かれているセンサボビンを含み、前記センサボビンは、中空構造を含む、前記＜１＞から前記＜６＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜８＞ 前記磁気検出部の少なくとも一部が、前記照射部を中心とした放射形状となっている、前記＜１＞から前記＜７＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜９＞ 処理部をさらに有し、前記放射線検出部は、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、を撮影し、前記処理部は、前記第１画像と前記第２画像とに基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成する、前記＜１＞から前記＜８＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜１０＞ 前記処理部は、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、前記＜９＞に記載の生体計測装置である。
＜１１＞ 前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報は、磁場情報から電流源再構成を行うことにより得られた電流分布情報を含む、前記＜１０＞に記載の生体計測装置である。
＜１２＞ 前記処理部は、前記第１画像および前記第２画像の少なくとも一方の輝度を調整する調整部を含む、前記＜９＞から前記＜１１＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜１３＞ 前記調整部は、前記第２画像を領域分割した複数の画像領域ごとで前記輝度を調整する、前記＜１２＞に記載の生体計測装置である。
＜１４＞ 前記処理部は、前記第３画像において、前記被検体の形態情報が欠落した画像領域を補完する補完部を有する、前記＜９＞から前記＜１３＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜１５＞ 生体計測装置による生体計測方法であって、前記生体計測装置が、照射部により、被検体に放射線を照射し、放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置されていない状態で撮影された第２画像を出力し、前記放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置された状態で撮影された第１画像を出力し、前記放射線検出部と前記照射部との間に配置された磁気検出部により、前記被検体の生体磁気を検出し、処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む前記第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない前記第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、生体計測方法である。
＜１６＞ 被検体に放射線を照射する照射部と、前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する生体計測装置により得られる画像の画像処理方法であって、処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、画像処理方法である。
＜１７＞ 被検体と磁気検出部とを含むようにして撮影された第１画像と、磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成する処理を情報処理装置に実行させるプログラムである。
＜１＞ 被検体に放射線を照射する照射部と、前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する、生体計測装置である。
＜２＞ 前記照射部は、前記磁気検出部との間に前記被検体を配置可能に前記磁気検出部から離隔して配置されている、前記＜１＞に記載の生体計測装置である。
＜３＞ 前記放射線検出部は、前記磁気検出部との間に前記被検体を配置可能に前記磁気検出部から離隔して配置されている、前記＜１＞に記載の生体計測装置。
＜４＞ 前記放射線検出部によって、前記被検体と前記磁気検出部が重畳している放射線画像データを取得する、前記＜１＞から前記＜３＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜５＞ 前記照射部と前記放射線検出部との間に配置され、放射線により撮影されることが可能な標識部材をさらに有する、前記＜１＞から前記＜４＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜６＞ 前記磁気検出部は、複数の磁気センサを含み、前記＜１＞から前記＜５＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜７＞ 前記磁気センサは、コイルが巻かれているセンサボビンを含み、前記センサボビンは、中空構造を含む、前記＜１＞から前記＜６＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜８＞ 前記磁気検出部の少なくとも一部が、前記照射部を中心とした放射形状となっている、前記＜１＞から前記＜７＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜９＞ 処理部をさらに有し、前記放射線検出部は、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、を撮影し、前記処理部は、前記第１画像と前記第２画像とに基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成する、前記＜１＞から前記＜８＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜１０＞ 前記処理部は、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、前記＜９＞に記載の生体計測装置である。
＜１１＞ 前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報は、磁場情報から電流源再構成を行うことにより得られた電流分布情報を含む、前記＜１０＞に記載の生体計測装置である。
＜１２＞ 前記処理部は、前記第１画像および前記第２画像の少なくとも一方の輝度を調整する調整部を含む、前記＜９＞から前記＜１１＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜１３＞ 前記調整部は、前記第２画像を領域分割した複数の画像領域ごとで前記輝度を調整する、前記＜１２＞に記載の生体計測装置である。
＜１４＞ 前記処理部は、前記第３画像において、前記被検体の形態情報が欠落した画像領域を補完する補完部を有する、前記＜９＞から前記＜１３＞のいずれか１つに記載の生体計測装置である。
＜１５＞ 生体計測装置による生体計測方法であって、前記生体計測装置が、照射部により、被検体に放射線を照射し、放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置されていない状態で撮影された第２画像を出力し、前記放射線検出部により、前記放射線検出部と前記照射部との間に被検体が配置された状態で撮影された第１画像を出力し、前記放射線検出部と前記照射部との間に配置された磁気検出部により、前記被検体の生体磁気を検出し、処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む前記第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない前記第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、生体計測方法である。
＜１６＞ 被検体に放射線を照射する照射部と、前記被検体の被検部位を放射線撮影可能な放射線検出部と、前記放射線検出部と前記照射部との間に配置され、前記被検体の生体磁気を検出する磁気検出部と、を有する生体計測装置により得られる画像の画像処理方法であって、処理部により、前記放射線検出部により得られた、前記被検体と前記磁気検出部とを含む第１画像と、前記放射線検出部により得られた、前記磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成し、前記処理部により、前記磁気検出部による検出結果に基づく生体磁気に関する情報と前記第３画像とを重ね合わせた第４画像を生成して出力する、画像処理方法である。
＜１７＞ 被検体と磁気検出部とを含むようにして撮影された第１画像と、磁気検出部を含み、前記被検体を含まない第２画像と、に基づき、前記磁気検出部が差分処理された第３画像を生成する処理を情報処理装置に実行させるプログラムである。
【符号の説明】
【0106】
１ 照射部
２ 放射線検出部
２１ 支持部
３ 磁気検出部
３１ 磁気センサ
３１ａ パイプ
３２ 断熱容器
３２ａ 先端面
３２１ 内槽
３２２ 外槽
４ 架台
４１ 頭部用架台
４２ 胴部用架台
５、５ａ、５ｆ 処理部
５１ 入力部
５２ 差分部
５３ 格納部
５４ 電流分布生成部
５５ 画像重畳部
５６ 照射制御部
５７ 放射線検出制御部
５８ 磁気検出制御部
５９ 出力部
６０ 調整部
６１ 補完部
５０１ ＣＰＵ
５０２ ＲＯＭ
５０３ ＲＡＭ
５０４ ＨＤＤ／ＳＳＤ
５０５ Ｉ／Ｏポ－ト
５０６ 外部Ｉ／Ｆ
１０ 領域
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ 生体計測装置
Ｂ システムバス
Ｃ１ 第１制御信号
Ｃ２ 第２制御信号
Ｃ３ 第３制御信号
Ｄ 電流分布情報
Ｉｍ１ 第１画像
Ｉｍ２、Ｉｍ２－１ 第２画像
Ｉｍ３ Ｉｍ３－１ 第３画像
Ｉｍ４ 第４画像
ｍ 磁気情報
Ｓ 被検体
Ｓ１ 模擬被検体
Ｔ 被検部位
２ 放射線検出部
２１ 支持部
３ 磁気検出部
３１ 磁気センサ
３１ａ パイプ
３２ 断熱容器
３２ａ 先端面
３２１ 内槽
３２２ 外槽
４ 架台
４１ 頭部用架台
４２ 胴部用架台
５、５ａ、５ｆ 処理部
５１ 入力部
５２ 差分部
５３ 格納部
５４ 電流分布生成部
５５ 画像重畳部
５６ 照射制御部
５７ 放射線検出制御部
５８ 磁気検出制御部
５９ 出力部
６０ 調整部
６１ 補完部
５０１ ＣＰＵ
５０２ ＲＯＭ
５０３ ＲＡＭ
５０４ ＨＤＤ／ＳＳＤ
５０５ Ｉ／Ｏポ－ト
５０６ 外部Ｉ／Ｆ
１０ 領域
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ 生体計測装置
Ｂ システムバス
Ｃ１ 第１制御信号
Ｃ２ 第２制御信号
Ｃ３ 第３制御信号
Ｄ 電流分布情報
Ｉｍ１ 第１画像
Ｉｍ２、Ｉｍ２－１ 第２画像
Ｉｍ３ Ｉｍ３－１ 第３画像
Ｉｍ４ 第４画像
ｍ 磁気情報
Ｓ 被検体
Ｓ１ 模擬被検体
Ｔ 被検部位
【先行技術文献】
【特許文献】
【0107】
【特許文献1】特許第６５１３７９８号公報
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13-1】
【図13-2】
【図13-3】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
