特許 7511845 画像処理装置、画像撮像システム、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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-28

(45)【発行日】2024-07-08

(54)【発明の名称】画像処理装置、画像撮像システム、画像処理方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/02 20060101AFI20240701BHJP

   A61B 5/242 20210101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

A61B6/02 551Z

A61B5/242

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021044354

(22)【出願日】2021-03-18

(65)【公開番号】P2022027432

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-04-14

(31)【優先権主張番号】P 2020131129

(32)【優先日】2020-07-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】渡部 泰士

(72)【発明者】

【氏名】木下 彰

(72)【発明者】

【氏名】高田 真弘

(72)【発明者】

【氏名】川端 茂▲徳▼

【審査官】亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０５７６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１３７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８９１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９８１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２５０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５７８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００５１２１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－１７００１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６１８０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／００ － ５／３９８

Ａ６１Ｂ ６／００ － ６／５８

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向から撮像された被検体の第１の放射線画像を取得する第１取得部と、
前記第１の方向と交差する第２の方向から撮像された前記被検体の第２の放射線画像を取得する第２取得部と、
前記放射線画像を撮像する装置の位置情報と、前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像のうちの一方の画像から得られる前記被検体の特定部位の位置に関する情報とに基づいて、前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像のうちの他方の画像を補正する画像補正部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

前記一方の画像において、前記被検体の磁気発生部位の位置を特定する位置特定部をさらに備え、
前記画像補正部は、
前記被検体の特定部位の位置に関する情報である、前記位置特定部によって特定された前記磁気発生部位の位置に基づいて、前記他方の画像を、前記磁気発生部位の位置に応じたサイズに補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記画像補正部は、
前記位置特定部によって特定された前記磁気発生部位の位置と前記他方の画像の撮像位置との離間距離に基づいて、前記他方の画像を、前記磁気発生部位の位置に応じたサイズに補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記画像補正部は、
前記一方の画像および前記他方の画像の双方から、共通に写し出されている身体的特徴点を抽出し、前記被検体の特定部位の位置に関する情報である、前記一方の画像における前記身体的特徴点の位置と、前記他方の画像における前記身体的特徴点の位置との位置関係に基づいて、前記他方の画像を、前記被検体の磁気発生部位の位置に応じたサイズに補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記磁気発生部位の発する磁気を検出する磁気検出装置から、磁気検出データを取得する第３取得部と、
前記磁気検出データに基づいて前記被検体における電流分布を表す電流分布図を生成する電流分布生成部と、
前記電流分布生成部によって生成された前記電流分布図と、前記画像補正部による補正後の前記他方の画像とが重畳された重畳画像を生成する画像重畳部と
をさらに備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記磁気発生部位は、前記被検体の脊髄または馬尾神経である
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記第１の方向は、
前記被検体の正面方向または背面方向であり、
前記第２の方向は、
前記被検体の右側面方向または左側面方向である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像を撮像する少なくとも１つの撮像装置と、
前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像を撮像する際に、前記被検体に放射線を照射する少なくとも１つの光源と、
請求項１から７のいずれか一項に記載の画像処理装置と
を備えることを特徴とする画像撮像システム。

【請求項9】

第１の方向から撮像された被検体の第１の放射線画像を取得する第１取得工程と、
前記第１の方向と交差する第２の方向から撮像された前記被検体の第２の放射線画像を取得する第２取得工程と、
前記放射線画像を撮像する装置の位置情報と、前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像のうちの一方の画像から得られる前記被検体の特定部位の位置に関する情報とに基づいて、前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像のうちの他方の画像を補正する画像補正工程と
を含むことを特徴とする画像処理方法。

【請求項10】

コンピュータを、
第１の方向から撮像された被検体の第１の放射線画像を取得する第１取得部、
前記第１の方向と交差する第２の方向から撮像された前記被検体の第２の放射線画像を取得する第２取得部、および、
前記放射線画像を撮像する装置の位置情報と、前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像のうちの一方の画像から得られる前記被検体の特定部位の位置に関する情報とに基づいて、前記第１の放射線画像および前記第２の放射線画像のうちの他方の画像を補正する画像補正部
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像処理装置、画像撮像システム、画像処理方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、被検体に対し、放射線照射部が設けられている方向とは反対方向に、生体磁気検出部と放射線感光体とを設けることにより、被検体の放射線画像の撮像と、被検体の生体磁気の検出との双方を行うことができる生体情報計測装置が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、放射線感光体によって撮像される放射線画像は、被検体の体外の位置における画像であり、生体磁気検出部によって検出される生体磁気は、被検体の体内の位置における情報であるため、放射線画像に生体磁気データをそのまま重ねあわせることができない。放射線画像に生体磁気データを正しく重ね合わせるためには、放射線画像を、被検体の体内の磁気発生部位の位置に応じて補正する必要があるが、特許文献１に開示されている技術は、このような補正を容易に行うことが困難である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上述した課題を解決するために、一実施形態に係る画像処理装置は、第１の方向から撮像された被検体の第１の放射線画像を取得する第１取得部と、第１の方向と交差する第２の方向から撮像された被検体の第２の放射線画像を取得する第２取得部と、放射線画像を撮像する装置の位置情報、もしくは、第１の放射線画像および第２の放射線画像のうちの一方の画像から得られる被検体の特定部位の位置に関する情報に基づいて、他方の画像を補正する画像補正部とを備える。

【発明の効果】

【0005】

一実施形態によれば、放射線画像を、被検体の体内の特定の部位の位置に応じた補正を、容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】一実施形態に係る画像撮像システムのシステム構成を示す図

【図2】一実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す図

【図3】一実施形態に係る画像処理装置による処理の手順を示すフローチャート

【図4】被検体の脊髄の左右位置と、第２の放射線画像の撮像位置との位置関係を、模式的に示す図

【図5】位置特定部による補正後の第２の放射線画像の一例を示す図

【図6】被検体の脊髄の高さ位置と、第１撮像部の高さ位置との位置関係を、模式的に示す図

【図7】画像補正部による第１の放射線画像の補正方法の一例を示す図

【図8】電流分布生成部によって生成された電流分布図の一例を示す図

【図9】画像重畳部によって生成された重畳画像の一例を示す図

【図10】画像補正部による第１の放射線画像の補正方法の変形例を説明するための図

【図11】画像補正部による第１の放射線画像の補正方法の変形例を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

【0008】

（画像撮像システム１０のシステム構成）
図１は、一実施形態に係る画像撮像システム１０のシステム構成を示す図である。図１に示す画像撮像システム１０は、被検体Ｓ（例えば、人体）の撮像対象部位（図１に示す例では、頸部）の放射線画像を撮像することができるシステムである。また、画像撮像システム１０は、被検体Ｓの撮像対象部位における磁気を検出し、その検出結果に基づいて、被検体Ｓの撮像対象部位における電流分布を表す電流分布図を生成し、当該電流分布図を、放射線画像に重ねて出力することができる。

【0009】

図１に示すように、画像撮像システム１０は、第１光源１１、第２光源１２、第１撮像部１３、第２撮像部１４、および磁気検出装置１５を備える。なお、本実施形態では、便宜上、Ｙ軸方向を高さ方向（被検体Ｓが仰臥位または伏臥位にあるときの、被検体Ｓの正面および背面方向）とする。また、本実施形態では、Ｚ軸方向を左右方向（被検体Ｓが仰臥位または伏臥位にあるときの、被検体Ｓの横幅方向）とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸およびＺ軸の各々と直交する方向（被検体Ｓの身長方向）をＸ軸方向とする。

【0010】

第１光源１１は、被検体Ｓの撮像対象部位の上方となる位置に配置されている。第１光源１１は、被検体Ｓの撮像対象部位の上方から、被検体Ｓの撮像対象部位に向けて放射線（例えば、Ｘ線）を照射する。第１光源１１としては、例えば、公知の放射線照射装置を用いることができる。

【0011】

第２光源１２は、被検体Ｓの撮像対象部位の側方となる位置に配置されている。第２光源１２は、被検体Ｓの撮像対象部位の側方から、被検体Ｓの撮像対象部位に向けて放射線（例えば、Ｘ線）を照射する。第２光源１２としては、例えば、公知の放射線照射装置を用いることができる。

【0012】

第１撮像部１３は、被検体Ｓの撮像対象部位の下方となる位置に、被検体Ｓを間に挟んで、第１光源１１と対向して設けられている。第１撮像部１３は、被検体Ｓの撮像対象部位の下方（「第１の方向」の一例）から、第１光源１１から照射されて被検体Ｓを透過した放射線による、被検体Ｓの放射線画像を撮像する。すなわち、第１撮像部１３は、被検体Ｓの下方から被検体Ｓの放射線画像（以下、「第１の放射線画像」と示す）を撮像する。そして、第１撮像部１３は、撮像された第１の放射線画像を、画像処理装置１００（図２参照）へ出力することができる。

【0013】

第２撮像部１４は、被検体Ｓの撮像対象部位の側方となる位置に、被検体Ｓの撮像対象部位の側方（「第２の方向」の一例）から、被検体Ｓを間に挟んで、第２光源１２と対向して設けられている。第２撮像部１４は、第２光源１２から照射されて被検体Ｓを透過した放射線による、被検体Ｓの放射線画像を撮像する。すなわち、第２撮像部１４は、被検体Ｓの側方から被検体Ｓの放射線画像（以下、「第２の放射線画像」と示す）を撮像する。そして、第２撮像部１４は、撮像された第２の放射線画像を、画像処理装置１００（図２参照）へ出力することができる。

【0014】

なお、本実施形態において、第１撮像部１３による撮像方向（第１の方向）および第２撮像部１４による撮像方向（第２の方向）は、互いに直交する。但し、これに限らず、第１撮像部１３による撮像方向（第１の方向）および第２撮像部１４による撮像方向（第２の方向）は、互いに略直交してもよい。すなわち、本実施形態において、第１撮像部１３による撮像方向（第１の方向）と第２撮像部１４による撮像方向（第２の方向）との「交差」は、互いに略直交することを意味する。なお、略直交とは９０°のみでなく９０°±１０°の誤差を許容することを指す。また、本実施形態では、第１光源１１、第１撮像部１３、第２光源１２、および第２撮像部１４が、「放射線画像を撮像する装置」に相当する。

【0015】

磁気検出装置１５は、被検体Ｓの撮像対象部位の下方となる位置、且つ、第１撮像部１３の下方に設けられており、被検体Ｓの撮像対象部位における磁気を検出する。磁気検出装置１５は、磁気センサ１５Ａを有している。磁気センサ１５Ａは、水平方向に配列された複数の磁気検出素子（図示省略）を有して構成されている。磁気センサ１５Ａは、複数の磁気検出素子の各々によって、被検体Ｓの撮像対象部位における、水平方向の複数の位置の各々の磁気を検出する。そして、磁気検出装置１５は、磁気センサ１５Ａによって検出された、被検体Ｓの撮像対象部位における複数の位置の各々の磁気検出値を表す磁気検出データを、画像処理装置１００（図２参照）へ出力することができる。磁気センサ１５Ａとしては、例えば、ＳＱＵＩＤ（Superconducting QUantum Interference Device）、ＯＰＡＭ（Optically Pumped Atomic Magnetometer）等が用いられる。なお、本実施形態では、被検体Ｓの撮像対象部位における磁気発生部位は脊髄Ｓ１である。よって、本実施形態では、磁気検出装置１５は、被検体Ｓの撮像対象部位（例えば、頚部）において脊髄または馬尾神経Ｓ１の発する磁気を検出する。

【0016】

なお、図１に示すように、被検体Ｓは、第１光源１１と第１撮像部１３との間、且つ、第２光源１２と第２撮像部１４との間に、撮像対象部位が配置される。また、被検体Ｓは、図１に示すように、横たわった状態を容易に維持できるように、必要に応じて、架台等に載置される。

【0017】

（画像処理装置１００の機能構成）
図２は、一実施形態に係る画像処理装置１００の機能構成を示す図である。図２に示すように、画像撮像システム１０は、画像処理装置１００をさらに備える。

【0018】

図２に示すように、画像処理装置１００は、第１取得部１０１、第２取得部１０２、位置特定部１０３、画像補正部１０４、第３取得部１０５、電流分布生成部１０６、画像重畳部１０７、および出力部１０８を備える。

【0019】

第１取得部１０１は、第１撮像部１３によって撮像された第１の放射線画像（すなわち、下方からの被検体Ｓの放射線画像）を取得する。

【0020】

第２取得部１０２は、第２撮像部１４によって撮像された第２の放射線画像（すなわち、側方からの被検体Ｓの放射線画像）を取得する。

【0021】

位置特定部１０３は、第２取得部１０２によって取得された第２の放射線画像に基づいて、第１の放射線画像の撮像位置（すなわち、第１撮像部１３による撮像位置）に対する、被検体Ｓにおける磁気の発生位置（「被検体の特定部位の位置に関する情報」の一例）を特定する。本実施形態では、位置特定部１０３は、第１の放射線画像の撮像位置（すなわち、第１撮像部１３の高さ位置Ｈ１）を基準とする、被検体Ｓの脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２までの高さｒ２を特定する（図４参照）。

【0022】

画像補正部１０４は、位置特定部１０３によって特定された、被検体Ｓの脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２までの高さｒ２に基づいて、第１取得部１０１によって取得された第１の放射線画像を補正する。具体的には、画像補正部１０４は、第１の放射線画像のサイズが、位置特定部１０３によって特定された被検体Ｓの脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２におけるサイズとなるように、第１の放射線画像を縮小する。すなわち、「画像補正部による画像の補正」は、放射線画像を縮小することを意味する。但し、その縮小方法は如何なる方法であってもよく、例えば、図７に例示するように、画像の画素毎に、縮小係数による縮小後の位置を算出するようにしてもよい。この際、各画素に適用する縮小係数は、互いに同一であってもよく、各々異なっていてもよい。

【0023】

第３取得部１０５は、磁気検出装置１５から出力された磁気検出データ（すなわち、被検体Ｓにおける複数の位置の各々の磁気検出値）を取得する。

【0024】

電流分布生成部１０６は、第３取得部１０５によって取得された磁気検出データに基づいて、被検体Ｓの撮像対象部位における電流分布を表す電流分布図を生成する。

【0025】

画像重畳部１０７は、電流分布生成部１０６によって生成された電流分布図と、画像補正部１０４による補正後の第１の放射線画像とが重畳された重畳画像を生成する。

【0026】

出力部１０８は、画像重畳部１０７によって生成された重畳画像を出力する。例えば、出力部１０８は、重畳画像をディスプレイに表示させる。但し、これに限らず、出力部１０８は、重畳画像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。

【0027】

上記した画像処理装置１００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、上記した画像処理装置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。

【0028】

（画像処理装置１００による処理の手順）
図３は、一実施形態に係る画像処理装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。

【0029】

まず、第２取得部１０２が、第２撮像部１４によって撮像された第２の放射線画像（すなわち、側方からの被検体Ｓの放射線画像）を取得する（ステップＳ３０１）。

【0030】

次に、位置特定部１０３が、ステップＳ３０１で取得された第２の放射線画像に基づいて、第１撮像部１３の高さ位置Ｈ１を基準とする、被検体Ｓの脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２まで高さｒ２を特定する（ステップＳ３０２）。具体的には、例えば、出力部１０８から表示部（図示せず）に第２の放射線画像を出力して、作業者が画面上で脊髄Ｓ１位置を指示する（位置特定する）か、もしくは、位置特定部１０３での機械学習または外部の機械学習により脊髄Ｓ１を判定し、その判定結果を利用することにより、高さｒ２を特定する。

【0031】

次に、第１取得部１０１が、第１撮像部１３によって撮像された第１の放射線画像（すなわち、下方からの被検体Ｓの放射線画像）を取得する（ステップＳ３０３）。

【0032】

次に、画像補正部１０４が、ステップＳ３０２で特定された被検体Ｓの脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２までの高さｒ２に基づいて、ステップＳ３０３で取得された第１の放射線画像のサイズを補正する（ステップＳ３０４）。具体的には、画像補正部１０４は、第１の放射線画像のサイズが、高さ位置Ｈ２におけるサイズとなるように、第１光源１１と第１撮像部１３との距離Ｌと距離（Ｌ―ｒ２）との比率に基づいて、第１の放射線画像を縮小する。

【0033】

次に、第３取得部１０５が、磁気検出装置１５から出力された磁気検出データ（すなわち、被検体Ｓにおける複数の位置の各々の磁気検出値）を取得する（ステップＳ３０５）。

【0034】

次に、電流分布生成部１０６が、ステップＳ３０５で取得された磁気検出データに基づいて、被検体Ｓの撮像対象部位における電流分布を表す電流分布図を生成する（ステップＳ３０６）。

【0035】

次に、画像重畳部１０７が、ステップＳ３０６で生成された電流分布図と、ステップＳ３０４による補正後の第１の放射線画像とが重畳された重畳画像を生成する（ステップＳ３０７）。そして、出力部１０８が、ステップＳ３０７で生成された重畳画像を出力する（ステップＳ３０８）。その後、画像処理装置１００は、図３に示す一連の処理を終了する。

【0036】

なお、上記手順では、第２の放射線画像を先に取得するようにしているが、これに限らず、第１の放射線画像を先に取得してもよい。但し、本実施形態では、第２の放射線画像から被検体Ｓの脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２を特定するため、第２の放射線画像を先に取得することが好ましい。加えて、第１の放射線画像と第２の放射線画像は、被検体の動きによる位置ズレ防止の観点からは、ほぼ同時取得がさらに好ましい。

【0037】

また、被検体Ｓの位置ずれ防止の観点から、画像撮像システム１０は、光源と撮像部の組を２組具備することが望ましい。但し、これに限らず、例えば、画像撮像システム１０は、光源と撮像部の組を１組具備してもよい。この場合、画像撮像システム１０は、当該１組の光源および撮像部を第１光源１１および第１撮像部１３として用いて、第１の放射線画像を撮像および取得し（ステップＳ３０３）、当該１組の光源および撮像部を移動させることにより、当該１組の光源および撮像部を第２光源１２および第２撮像部１４として用いて、第２の放射線画像を撮像および取得してもよい（ステップＳ３０１）。

【0038】

また、光源の位置ずれ防止の観点から、画像撮像システム１０は、２つの光源を具備し、固定ないしは位置再現性が保たれた状態にあることが望ましい。但し、これに限らず、例えば、画像撮像システム１０は、１つの光源を具備してもよい。この場合、画像撮像システム１０は、当該１つの光源を第１光源１１として用いて被検体Ｓに放射線を照射することにより、第１の放射線画像を撮像および取得し（ステップＳ３０３）、当該１つの光源を移動させて、当該１つの光源を第２光源１２として用いて被検体Ｓに放射線を照射することにより、第２の放射線画像を撮像および取得してもよい（ステップＳ３０１）。

【0039】

また、撮像部の位置ずれ防止の観点から、画像撮像システム１０は、２つの撮像部を具備し、固定ないしは位置再現性が保たれた状態にあることが望ましい。但し、これに限らず、例えば、画像撮像システム１０は、１つの撮像部を具備してもよい。この場合、画像撮像システム１０は、当該１つの撮像部を第１撮像部１３として用いて、第１の放射線画像を撮像および取得し（ステップＳ３０３）、当該１つの撮像部を移動させて、当該１つの撮像部を第２撮像部１４として用いて、第２の放射線画像を撮像および取得してもよい（ステップＳ３０１）。

【0040】

上記手順では光源および撮像部のどちらかが２つの装置を具備していることを前提としているが、上記手順を組み合わせて、１つの光源および１つの撮像部を用いて、それぞれを移動させながら第１の放射線画像および第２の放射線画像を撮像および取得してもよい。

【0041】

（位置特定部１０３による脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２までの高さｒ２の特定方法）
図４は、被検体Ｓの脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１と、第２の放射線画像の撮像位置Ｐ２との位置関係を、模式的に示す図である。図５は、位置特定部１０３による補正後の第２の放射線画像の一例を示す図である。

【0042】

図４に示すように、被検体Ｓにおける脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１は、被検体Ｓの左右方向における中心位置である。一方、第２撮像部１４による第２の放射線画像の撮像位置Ｐ２は、第２光源１２から見て、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１よりも遠い位置にある。

【0043】

図４に示すように、第２光源１２が点光源であるため、第２光源１２による放射線の照射範囲は、第２光源１２から離間するにつれて徐々に広くなる。このため、撮像位置Ｐ２において第２撮像部１４によって撮像される第２の放射線画像のサイズは、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１におけるサイズよりも大きくなる。

【0044】

そこで、まず、位置特定部１０３は、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１を特定する。例えば、脊髄Ｓ１の左右方向における中心にある棘突起が、ベッド上の左右方向における所定の位置に設けられた直線状のマーカーと重なるように、被検体Ｓを架台上に配置する。これにより、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１は、ベッド上の左右方向における所定の位置となるから、位置特定部１０３は、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１を容易に特定することができる。また、例えば、脊髄Ｓ１の棘突起にマーカーコイルを貼り付けてから、被検体Ｓを架台上に配置してもよい。この場合、位置特定部１０３は、マーカーコイルの位置情報に基づいて、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１を容易に特定することができる。

【0045】

次に、位置特定部１０３は、第２撮像部１４によって撮像された第２の放射線画像のサイズが、特定された脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１におけるサイズとなるように、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１と撮像位置Ｐ２との離間距離ｒ１に応じた縮小率で、第２の放射線画像を縮小する補正を行う。具体的には、位置特定部１０３は、第２光源１２の位置と撮像位置Ｐ２との位置関係の情報（「放射線画像を撮像する装置の位置情報」に相当する）を予め記憶（若しくは入力）しておき、脊髄Ｓ１の左右位置Ｐ１の情報とを基に、第２の放射線画像に適用すべき縮小率を、容易に算出することができる。

【0046】

次に、位置特定部１０３は、補正後の第２の放射線画像における、脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２を特定する。例えば、位置特定部１０３は、補正後の第２の放射線画像をディスプレイに表示させて、当該補正後の第２の放射線画像における脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２を、作業者に指定させる。

【0047】

そして、位置特定部１０３は、特定された補正後の第２の放射線画像における脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２に基づいて、高さ位置Ｈ１を基準とする高さ位置Ｈ２までの高さｒ２を算出する。

【0048】

ここで、補正後の第２の放射線画像における１画素のサイズは、当該第２の放射線画像の補正に適用された縮小率に応じて、補正前の第２の放射線画像における１画素のサイズよりも小さくなる。

【0049】

例えば、補正前の第２の放射線画像における１画素のサイズが「０．１５ｍｍ」であり、第２の放射線画像の補正に適用された縮小率が「８０％」である場合、補正後の第２の放射線画像における１画素のサイズは、「０．１２ｍｍ」となる。

【0050】

そして、位置特定部１０３は、補正前の第２の放射線画像における１画素のサイズに、補正後の第２の放射線画像における高さ位置Ｈ１から高さ位置Ｈ２までの画素数を乗じることにより、高さ位置Ｈ１を基準とする高さ位置Ｈ２までの高さｒ２を算出することができる。

【0051】

例えば、補正後の第２の放射線画像における１画素のサイズが「０．１２ｍｍ」であり、補正後の第２の放射線画像における高さ位置Ｈ１から高さ位置Ｈ２までの画素数が「６５０ｐｉｘ」である場合、位置特定部１０３は、高さ位置Ｈ１を基準とする高さ位置Ｈ２までの高さｒ２を、「７８ｍｍ」と算出することができる。

【0052】

なお、高さ位置Ｈ１は、第２光源１２と第２撮像部１４との位置関係により、第２の放射線画像に写らないことがある。この場合、第２の放射線画像内に必ず写り込む位置に、高さ位置Ｈ１との位置関係が既知である放射線マーカーを設置し、これに基づいて高さ位置Ｈ１の位置を割り出すことが望ましい。

【0053】

（画像補正部１０４による第１の放射線画像の補正方法）
図６は、被検体Ｓの脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２と、第１撮像部１３の高さ位置Ｈ１との位置関係を、模式的に示す図である。

【0054】

図６に示すように、被検体Ｓにおける脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２は、被検体Ｓの体内にある。一方、第１撮像部１３による第１の放射線画像の高さ位置Ｈ１は、被検体Ｓの体外にあり、第１光源１１から見て、脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２よりも遠い位置にある。

【0055】

図６に示すように、第１光源１１が点光源であるため、第１光源１１による放射線の照射範囲は、第１光源１１から離間するにつれて徐々に広くなる。このため、高さ位置Ｈ１において第１撮像部１３によって撮像される第１の放射線画像のサイズは、脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２におけるサイズよりも大きくなる。そこで、画像補正部１０４は、第１の放射線画像のサイズが、脊髄Ｓ１の高さ位置Ｈ２におけるサイズとなるように、当該第１の放射線画像を補正する。

【0056】

図７は、画像補正部１０４による第１の放射線画像の補正方法の一例を示す図である。
図７では、説明のため、高さ位置Ｈ２における被検体Ｓの脊髄Ｓ１を、ｎ個の黒点の集合として表している。また、図７では、第１光源１１から被検体Ｓに照射された放射線により、高さ位置Ｈ１において第１撮像部１３によって撮像される第１の放射線画像Ｓ'を、同様にｎ個の黒点の集合として表している。また、図７では、第１光源１１からの放射線の照射方向をＹ軸とし、Ｙ軸と直交する方向をＸ軸と定義する。

【0057】

ここで、第１の放射線画像Ｓ'のうちの一の黒点ｘ'_１について着目すると、当該一の黒点ｘ'_１において、第１光源１１から照射される放射線と、第１撮像部１３とが成す角θは、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｒ／（ｘ'_１－ｘ_０））と表すことができる。但し、Ｒは、第１光源１１から第１撮像部１３までの既知の距離であり、ｘ_０は、第１光源１１のＸ軸における位置である。よって、被検体Ｓにおける黒点ｘ_１と、第１の放射線画像Ｓ'における黒点ｘ'_１との関係は（ｘ_１－ｘ'_１）ｔａｎθ＝ｒ２であり、変形して、ｘ_１＝ｒ２／ｔａｎθ＋ｘ'_１と求めることができる。但し、ｒ２は、既に位置特定部１０３によって特定されている、高さ位置Ｈ１を基準とする高さ位置Ｈ２までの高さである。

【0058】

画像補正部１０４は、第１の放射線画像Ｓ'を構成する複数の画素の各々について、同様に被検体Ｓの高さ位置Ｈ２における位置を求めることにより、第１の放射線画像Ｓ'を、被検体Ｓの高さ位置Ｈ２に応じたサイズに補正することができる。

【0059】

（電流分布図の一例）
図８は、電流分布生成部１０６によって生成された電流分布図の一例を示す図である。
図８に示す電流分布図８００Ａ，８００Ｂ，８００Ｃ,８００Ｄは、被検体Ｓの撮像対象部位（本例では、腰部）における神経活動電流の電流分布の時間遷移を表すものであり、電流分布生成部１０６によって、磁気検出装置１５から出力された磁気検出データに基づいて、生成されたものである。なお、図８では、電流分布図８００Ａ，８００Ｂ，８００Ｃ,８００Ｄの各々に対し、被検体Ｓ（特に、本例では、腓骨頭部における腓骨神経）に対して電気刺激が与えられたタイミングからの経過時間（１０．４００ｍｓ，１１．４００ｍｓ，１２．４００ｍｓ，１３．４００ｍｓ）が示されている。電流分布図８００Ａ，８００Ｂ，８００Ｃ,８００Ｄの各々においては、電流の分布が等電流線図で示されており、線が密な個所は電流が強く、線が疎な箇所は電流が弱い。また、矢印は、各位置における電流の向きを示している。

【0060】

（重畳画像の一例）
図９は、画像重畳部１０７によって生成された重畳画像の一例を示す図である。図９に示す重畳画像９００Ａ，９００Ｂ，９００Ｃ，９００Ｄは、それぞれ、画像重畳部１０７により、画像補正部１０４による補正後の第１の放射線画像（被検体Ｓの撮像対象部位（本例では、腰部）の放射線画像）に対し、図８に示す電流分布図８００Ａ，８００Ｂ，８００Ｃ,８００Ｄを重畳することによって生成されたものである。これにより、各重畳画像９００Ａ～９００Ｄは、第１の放射線画像によって表される被検体Ｓの脊椎Ｓ１の像と、電流分布図８００Ａ～８００Ｄによって表される脊椎Ｓ１の周辺における電流分布との双方が、表されたものとなっている。なお、図９に示す例では、理解を容易にするために、重畳画像９００Ａに対して、第１の放射線画像に写し出されている脊椎Ｓ１の輪郭を、強調して示している。

【0061】

ここで、各重畳画像９００Ａ～９００Ｄに用いられる第１の放射線画像は、画像補正部１０４によって、被検体Ｓの脊椎Ｓ１の高さ位置Ｈ２におけるサイズに補正されたものである。一方、各重畳画像９００Ａ～９００Ｄに用いられる電流分布図８００Ａ～８００Ｄも、電流分布生成部１０６によって、脊椎Ｓ１の高さ位置Ｈ２におけるサイズで生成されたものである。

【0062】

すなわち、各重畳画像９００Ａ～９００Ｄは、第１の放射線画像と電流分布図８００Ａ～８００Ｄとが、いずれも、同一の高さ位置（高さ位置Ｈ２）に対応するサイズを有するものである。よって、各重畳画像９００Ａ～９００Ｄは、第１の放射線画像によって表される被検体Ｓの脊椎Ｓ１の像と、電流分布図８００Ａ～８００Ｄによって表される脊椎Ｓ１の周辺における電流分布との双方が、高い位置精度で表されたものとなっている。

【0063】

（画像補正方法の変形例）
図１０および図１１は、画像補正部１０４による第１の放射線画像の補正方法の変形例を説明するための図である。図１０は、第２の放射線画像に写し出されている身体的特徴点を表している。図１１は、第１の放射線画像に写し出されている身体的特徴点を表している。なお、図１０および図１１に示す例では、理解を容易にするために、第１の放射線画像および第２の放射線画像に写し出されている脊椎Ｓ１の輪郭を、強調して示している。なお、図１０および図１１に示す例では、図１１に示す第１の放射線画像の撮像範囲が、図１０に示す第２の放射線画像の撮像範囲よりも広められている。

【0064】

図１０および図１１に示す例では、画像補正部１０４によって抽出される特徴点として、脊椎Ｓ１における椎弓根Ｓ２の下端部と、棘突起の上端Ｓ３Ｕと、棘突起の下端Ｓ３Ｌとを用いている。但し、図１０および図１１に示す例では、椎弓根Ｓ２の下端部に「×」記号を付している。

【0065】

画像補正部１０４は、第１光源１１と第１撮像部１３との位置関係が不明である場合、図１０および図１１に示すように、「被検体の特定部位の位置に関する情報」の他の一例として、第１の放射線画像および第２の放射線画像の各々から共通の身体的特徴点を抽出し、第１の放射線画像における身体的特徴点の位置と、第２の放射線画像における身体的特徴点の位置との位置関係（例えば、複数の身体的特徴点の間隔の比率）に基づいて、第１の放射線画像のサイズを補正しても良い。

【0066】

なお、画像補正部１０４は、第１の放射線画像および第２の放射線画像の各々について、被検体Ｓの身長方向（Ｘ軸方向）における複数の身体的特徴点の位置を抽出することができるため、これら複数の身体的特徴点から求まる補正係数により、第１の放射線画像における被検体Ｓの身長方向（Ｘ軸方向）の補正を行うことができる。一方、画像補正部１０４は、第２の放射線画像については、被検体Ｓの横幅方向（Ｚ軸方向）における複数の身体的特徴点の位置を抽出することができないため、第１の放射線画像の上下方向の補正に用いた補正係数と同じ補正係数により、第１の放射線画像における被検体Ｓの横幅方向（Ｚ軸方向）の補正を行っても良い。

【0067】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【符号の説明】

【0068】

１０ 画像撮像システム
１１ 第１光源
１２ 第２光源
１３ 第１撮像部
１４ 第２撮像部
１５ 磁気検出装置
１００ 画像処理装置
１０１ 第１取得部
１０２ 第２取得部
１０３ 位置特定部
１０４ 画像補正部
１０５ 第３取得部
１０６ 電流分布生成部
１０７ 画像重畳部
１０８ 出力部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0069】

【文献】特許第６５１３７９８号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】