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公開番号2025107266
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2025074451,2023144343
出願日2025-04-28,2019-03-27
発明の名称位置情報取得装置、方法およびプログラム、並びに放射線画像撮影装置
出願人富士フイルム株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類A61B 6/00 20240101AFI20250710BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】位置情報取得装置、方法およびプログラム、並びに放射線画像撮影装置において、被検体内の手術器具等の特徴点の位置をリアルタイムに把握できるようにする。
【解決手段】画像取得部が、異なる位置に配置された複数の放射線源から、被検体に交互に放射線を照射し、被検体を透過した放射線を、1つの検出部により交互に検出することにより生成された複数の放射線画像からなる放射線画像の組を予め定められた時間間隔で取得する。特徴点検出部が、放射線画像の組に含まれる複数の放射線画像のそれぞれから、被検体内にある少なくとも1つの共通の特徴点を検出する。位置情報導出部が、複数の放射線画像のそれぞれから検出された少なくとも1つの特徴点の検出部の検出面上における位置と、複数の放射線源の位置との位置関係を用いて、被検体内の少なくとも1つの特徴点の3次元的な位置情報を導出する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
異なる位置に配置された複数の放射線源から、被検体に交互に放射線を照射し、前記被検体を透過した前記放射線を、１つの検出部により交互に検出することにより生成された複数の放射線画像からなる放射線画像の組を、予め定められた時間間隔で取得する画像取得部と、
前記放射線画像の組に含まれる前記複数の放射線画像のそれぞれから、前記被検体内
にある少なくとも１つの共通の特徴点を検出する特徴点検出部と、
前記複数の放射線画像のそれぞれから検出された前記少なくとも１つの特徴点の前記検出部の検出面上における位置と、前記複数の放射線源の位置との位置関係を用いて、前記被検体内の前記少なくとも１つの特徴点の３次元的な位置情報を導出する位置情報導出部とを備えた位置情報取得装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記位置情報を表示部に表示する表示制御部をさらに備えた請求項１に記載の位置情報取得装置。
【請求項３】
前記特徴点検出部は、前記被検体内に挿入された手術器具上の点を前記特徴点として検出する請求項１または２に記載の位置情報取得装置。
【請求項４】
予め定められた間隔により配置された複数の放射線源と、
前記複数の放射線源に対向して配置され、前記複数の放射線源のそれぞれから発せられて被検体を透過した放射線を検出することにより、前記被検体の放射線画像を生成する検出部と、
前記複数の放射線源のそれぞれからの放射線の出射のタイミングおよび前記検出部による前記被検体を透過した放射線の検出のタイミングを制御して、前記複数の放射線源から前記被検体に交互に放射線を照射し、前記被検体を透過した前記放射線を前記検出部により交互に検出することにより、複数の放射線画像からなる放射線画像の組を予め定められた時間間隔で生成する撮影制御部と、
請求項１から３のいずれか１項に記載の位置情報取得装置とを備えた放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記放射線源は２つである請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記撮影制御部は、前記２つの放射線源のうちの一方の放射線源から第１の時間間隔で順次放射線を出射し、前記第１の時間間隔以上の第２の時間間隔により、他方の放射線源から順次放射線を出射し、前記２つの放射線源から前記放射線が出射されたすべてのタイミングで前記放射線を検出するように前記検出部を制御し、
前記画像取得部は、前記２つの放射線源から時間的に隣接して出射された２つの放射線を前記検出部により検出することにより生成された２つの放射線画像を、前記放射線画像の組として取得する請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
異なる位置に配置された複数の放射線源から、被検体に交互に放射線を照射し、前記被検体を透過した前記放射線を、１つの検出部により交互に検出することにより生成された複数の放射線画像からなる放射線画像の組を、予め定められた時間間隔で取得し、
前記放射線画像の組に含まれる前記複数の放射線画像のそれぞれから、前記被検体内にある少なくとも１つの共通の特徴点を検出し、
前記複数の放射線画像のそれぞれから検出された前記少なくとも１つの特徴点の前記検出部の検出面上における位置と、前記複数の放射線源の位置との位置関係を用いて、前記被検体内の前記少なくとも１つの特徴点の３次元的な位置情報を導出する位置情報取得方法。
【請求項８】
異なる位置に配置された複数の放射線源から、被検体に交互に放射線を照射し、前記被検体を透過した前記放射線を、１つの検出部により交互に検出することにより生成された複数の放射線画像からなる放射線画像の組を、予め定められた時間間隔で取得する手順と、
前記放射線画像の組に含まれる前記複数の放射線画像のそれぞれから、前記被検体内にある少なくとも１つの共通の特徴点を検出する手順と、
前記複数の放射線画像のそれぞれから検出された前記少なくとも１つの特徴点の前記検出部の検出面上における位置と、前記複数の放射線源の位置との位置関係を用いて、前記被検体内の前記少なくとも１つの特徴点の３次元的な位置情報を導出する手順とをコンピュータに実行させる位置情報取得プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、被検体内における特徴点の３次元的な位置情報を取得する位置情報取得装置、方法およびプログラム、並びに放射線画像撮影装置に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
外科手術およびカテーテル治療では、手術器具と骨および血管等の人体構造との位置関係を把握することが必要である。しかしながら、従来では、手術器具と人体構造との位置関係の把握は、医師の経験および勘に頼ることが多く、手術器具の誤挿入および手術時間の超過の問題が起こっている。このため、手術中に放射線透視装置により被検体を撮影し、撮影によりディスプレイに表示された放射線透視画像を用いて、手術器具と人体構造との位置関係を把握することが行われている。ところが、手術器具と人体構造とは３次元的な位置関係にあるのに対して、放射線透視画像は２次元画像である。２次元の放射線透視画像を見ても手術器具と人体構造との３次元的な位置関係を把握することは難しい。
【０００３】
このため、施術中に角度を変えながら被検体である患者を撮影したり、複数の撮影装置を同時に使用したりすることにより取得した、複数方向からの放射線透視画像により、手術器具と人体構造との３次元的な位置関係を把握することが行われている。また、手術器具にセンサを取り付けて、手術器具の３次元的な位置を把握する手法も提案されている。
【０００４】
しかしながら、角度を変えながら被検体を撮影する場合、施術中に撮影装置を移動させる必要がある。また、複数の撮影装置を同時に使用する場合、撮影装置を移動させる必要はなくなるが、手術を行う際の医師の作業スペースが小さくなるため、手技が妨げられる可能性がある。また、センサを用いる手法は、センサを用意する必要がある。
【０００５】
このため、間隔を空けて配置された複数の放射線源から被検体に放射線を照射することにより、被検体を複数位置から撮影した複数の放射線画像を取得し、複数の放射線画像から被検体を立体視可能な３次元放射線画像を生成する手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の手法によれば、医師は３次元放射線画像を立体視することにより、手術器具と人体構造との３次元的な位置関係を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－２２６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
外科手術およびカテーテル治療では、手術器具と人体構造との位置関係をリアルタイムに把握することが必要である。しかしながら、特許文献１に記載された手法では、３次元放射線画像を生成するための処理時間が必要となる。近年、放射線画像の解像度および濃度分解能は向上しているため、放射線画像を表す画像データのデータ量が非常に大きいものとなっている。このようなデータ量が大きい放射線画像から３次元画像を生成するためには、処理に時間を要する。このため、特許文献１に記載された手法では、被検体内における手術器具と人体構造との位置、さらには位置関係をリアルタイムに把握することが難しい。
【０００８】
本開示は上記事情に鑑みなされたものであり、被検体内の手術器具等の特徴点の３次元的な位置をリアルタイムに把握できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示による位置情報取得装置は、異なる位置に配置された複数の放射線源から、被検体に交互に放射線を照射し、被検体を透過した放射線を、１つの検出部により交互に検出することにより生成された複数の放射線画像からなる放射線画像の組を、予め定められた時間間隔で取得する画像取得部と、
放射線画像の組に含まれる複数の放射線画像のそれぞれから、被検体内にある少なくとも１つの共通の特徴点を検出する特徴点検出部と、
複数の放射線画像のそれぞれから検出された少なくとも１つの特徴点の検出部の検出面上における位置と、複数の放射線源の位置との位置関係を用いて、被検体内の少なくとも１つの特徴点の３次元的な位置情報を導出する位置情報導出部とを備える。
【００１０】
「予め定められた時間間隔で」、とは、例えば動画のフレームレートに相当する時間間隔で、という意味である。予め定められた時間間隔としては、例えば２５～６０ｆｐｓ等を採用することができ、その結果、本開示においては、動画像のように放射線画像の組み合わせが取得される。なお、複数の放射線画像のすべてが同一の時間間隔であってもよく、複数の放射線画像のそれぞれにおいて異なる時間間隔であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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