(57)【要約】【課題】不規則な間隔で画像を収集することができない検出器を用いても、検出器を特定の位置で止めることなく、ボーラスＤＳＡを実現することのできるＸ線診断装置を提供することである。【解決手段】Ｘ線診断装置１０に於いて、造影剤注入前のマスク画像と該造影剤注入後のコントラスト画像との差分像を得る際に、Ｘ線管２２の焦点を替えずにＸ線管球を回転させ、Ｘ線照射方向を変え、平面検出器３２を常にＸ線照射領域内に保持するように、検出面に対して平行移動させながら面像収集するようにシステム制御部１７が制御する。【選択図】      図２
2010148711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するもので焦点位置を中心にＸ線照射方向を変更可能な回転機構を有するＸ線管球と、前記被検体を載置する寝台の下に配置されて前記Ｘ線管球より照射されたＸ線を検出するもので、その検出面と同一平面上を移動可能なＸ線検出器と、前記移動可能なＸ線検出器を、前記Ｘ線管球の回転に合わせてＸ線照射領域に検出面が入るように配置するよう制御する移動制御手段と、画像の収集タイミングを制御する収集制御手段と、収集した画像を貼り合わせ、長尺画像を作成する画像加工手段と、マスク画像の前記長尺画像とコントラスト画像の長尺画像を差分し、差分像を得る差分処理手段と、を備えたボーラスＤＳＡを行うＸ線診断装置に於いて、
造影剤注入前のマスク画像と該造影剤注入後のコントラスト画像を、それぞれ複数枚の画像に分割して収集する際、前記収集制御手段は、前記Ｘ線管球及びＸ線検出器を移動させながら、隣接する分割像内に重なる領域が存在するように、被写体の対象領域全体の分割画像を収集することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記移動制御手段及び収集制御手段は、前記マスク画像と前記コントラスト画像をそれぞれ任意の位置で収集するように制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記画像加工手段は、前記複数枚のマスク画像とコントラスト画像をそれぞれピクセルシフトにより貼り合わせて、長尺の画像を作成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記差分処理手段は、長尺のマスク画像と長尺のコントラスト画像をピクセルシフトにより位置合わせをして差分することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記Ｘ線検出器の検出面は、前記寝台と平行であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線診断装置に関し、より詳細には、同じ領域が写る画像を１組以上収集して差分像を作成することが可能なＸ線診断装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置に於いては、血管の微細な状態を少量の造影剤を用いて観察するために、造影剤を流す前の画像と、流している最中の画像を減算して背景を消し、造影部分のみを強調してサブトラクション画像を診断画像として得るデジタルサブトラクション血管造影法（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｅｄ  Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ；ＤＳＡ）が行われる。そして、こうしたＤＳＡ撮影を行う方法として、例えば、Ｘ線管球と平面検出器を平行移動させながら行うボーラスＤＳＡがある。この場合、骨の画像を得るためのマスク像と骨及び血管を得るためのコントラスト像を、同じ位置で収集する必要性があった。
【０００３】
一方で、下肢等の長大な箇所を撮影する際には広角Ｘ線撮影が行われているが、Ｘ線検出器の検出面は一度にＸ線撮影ができるほど広くはないため、何枚もの画像を分割して撮影して、各分割撮影で得られたＸ線透過画像を貼り合わせて１枚の広角Ｘ線透過画像を取得している。
【０００４】
また、ある厚さを有した被検体を、異なる焦点からＸ線を照射して撮影した場合、原理的に必ず、厚さ方法の情報がずれて写ることになる。例えば、図８に示されるように、焦点間の被写体は、厚さ方向の部位Ｐａ，Ｐｂが逆転して写ることになる。すなわち、部位
Ｐａ1 ，Ｐｂ1 の位置関係がＰａ2 ，Ｐｂ2 のように逆になる。このような画像を貼り合わせるには原理的には無理があり、正しい貼り合わせができないものであった。
【０００５】
ところで、一定周期でしか画像を収集できない平面検出器を用いて、前述したボーラスＤＳＡを実施しようとした場合、マスク像とコントラスト像を同じ位置で収集するためには、Ｘ線管球と平面検出器の移動をさせ、所定の位置で停止させ収集するということを繰り返さなければいけなかった。
【０００６】
しかしながら、前述したような理由により、微妙に平行移動した位置の画像間には、Ｘ線焦点から検出器への垂線と交わる点から離れると、被写体の厚さ方向の情報がずれて写るという問題があり、正確に差分することができなかった。
【０００７】
更に、画像を貼り合わせる際には、画像の繋ぎ目のみの問題ではあるが、差分する際には画像全体の問題となるため影響が大きいと言える。このため、マスク像とコントラスト像を同じ位置で撮影するということで、前記問題の影響を無くす必要があった。
【０００８】
そこで、こうした条件を満たしながら画像を収集するために、Ｘ線管球と検出器と寝台の位置関係に合わせて、Ｘ線の照射タイミング及び検出器の収集タイミングを上手く制御する必要があった。特に、一定周期で動作し続ける検出器を用いて上記条件を満たすためには、Ｘ線管球や検出器を、一旦、所定の場所で停止させ、検出器の収集タイミングに合わせてＸ線を照射させるという制御も必要となってくる。
【０００９】
こうした問題を解決するために、図９に示されるように、Ｘ線の焦点の位置を変えずにＸ線照射の向きを変え、検出器の位置をずらして画像を収集する技術が記載されている。この際、被写体の部位ＰａとＰｂを撮影したＰａ1 とＰｂ1 の関係とＰａ2 とＰｂ2 との位置関係は、被写体の厚さによるずれが生じないために、２枚の画像は容易に貼り合わせを行うことができる（例えば、下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４２９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、従来のＸ線焦点を移動させながらボーラスＤＳＡを実施する際には、マスク像とコントラスト像を同じ位置で撮影する必要があった。これは、焦点位置がずれると、被写体厚の情報がずれて写ってしまうため、単なるピクセルシフトをしても、上手く差分を行うことができないからである。それ故、マスク像とコントラスト像は、同じ位置で撮影する必要があった。
【００１１】
つまり、不規則な間隔で画像を収集することができない検出器を用いて、従来のボーラスＤＳＡを実現しようとした場合、上記条件があるために、特定の位置で検出器を停止させてマスク像とコントラスト像を収集しなければいけないものであった。そのため、ボーラスＤＳＡを行うにあたり、検出器を特定の位置に停止させたり移動させたりを繰り返す等の操作性、及び困難な画像の貼り合わせの改善が望まれていた。
【００１２】
したがって本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、不規則な間隔で画像を収集することができない検出器を用いても、検出器を特定の位置で止めることなく、ボーラスＤＳＡを実現することのできるＸ線診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち本発明は、被検体にＸ線を照射するもので焦点位置を中心にＸ線照射方向を変更可能な回転機構を有するＸ線管球と、前記被検体を載置する寝台の下に配置されて前記Ｘ線管球より照射されたＸ線を検出するもので、その検出面と同一平面上を移動可能なＸ線検出器と、前記移動可能なＸ線検出器を、前記Ｘ線管球の回転に合わせてＸ線照射領域に検出面が入るように配置するよう制御する移動制御手段と、画像の収集タイミングを制御する収集制御手段と、収集した画像を貼り合わせ、長尺画像を作成する画像加工手段と、マスク画像の前記長尺画像とコントラスト画像の長尺画像を差分し、差分像を得る差分処理手段と、を備えたボーラスＤＳＡを行うＸ線診断装置に於いて、造影剤注入前のマスク画像と該造影剤注入後のコントラスト画像を、それぞれ複数枚の画像に分割して収集する際、前記収集制御手段は、前記Ｘ線管球及びＸ線検出器を移動させながら、隣接する分割像内に重なる領域が存在するように、被写体の対象領域全体の分割画像を収集することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、不規則な間隔で画像を収集することができない検出器を用いても、検出器を特定の位置で止めることなく、ボーラスＤＳＡを実現することのできるＸ線診断装置を提供することができる。
【００１５】
そして、本発明によれば、検出器の位置を正確に一致させなくても、対象物が写っていれば、簡単に差分像を得ることができる。
【００１６】
ボーラスＤＳＡを行う際には、従来、Ｘ線管球、検出器、寝台の位置関係を制御し、更に検出器の収集タイミングに合わせて、Ｘ線を照射するという制御をする必要があったが、本発明によれば、対象とする被写体が写っている範囲であれば、位置ずれを気にすることなく、検出器の収集タイミングのみを考慮して、Ｘ線照射しても、問題なく、ボーラスＤＳＡ像を収集することができる。このため、制御が簡易になる。
【００１７】
特に、コントラスト像を収集する際には、血流等を気にしながら検出器の位置をずらしていくが、どの位置でも収集が可能なので、より効果的な画像が得られやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置を示すもので、図１（ａ）は全体構成を示す外観斜視図、図１（ｂ）は全体構成を示す側面図、図２は全体構成を示すブロック構成図である。
【００２０】
本実施形態のＸ線診断装置１０は、Ｘ線発生部１１と、Ｘ線検出部１２と、Ｘ線管球回転機構１３と、機構制御部１４と、被検体が載置される寝台１５と、システム制御部１７と、画像記憶回路１８と、モニタ４４を含む表示部１９とから構成される。
【００２１】
Ｘ線発生部１１は、高電圧発生部２１と、Ｘ線管２２及びフィルタ部２３を有している。Ｘ線管２２は、高電圧発生部２１から電力供給を受けて、Ｘ線検出部１２内の後述する平面検出器３２に向けてＸ線を放射する。高電圧発生部２１は、システム制御部１７によって、管電圧及びフィラメント電流が任意に調整されるようになっている。尚、このシステム制御部１７は、このＸ線診断装置１０全体の制御動作を司るものである。このシステム制御部１７は、また、Ｘ線管２２によるＸ線の発生の制御と同期して、平面検出器３２の制御も併せて行う。また、前記フィルタ部２３は、例えば、高エネルギと低エネルギの２種類のエネルギの画像を収集するためのもの切り替え可能なフィルタを有しており、システム制御部１７からの制御によって切り替えられる。
【００２２】
一方、Ｘ線検出部１２は、ゲートドライバ３１と、平面検出器３２と、電荷・電圧変換器３４、Ａ／Ｄ変換器３５、パラレル・シリアル変換器３６から成る画像データ生成部３８と、を有して構成される。平面検出器３２は、ゲートドライバ３１を介して、システム制御１７の制御により、前述したＸ線管２２より被検体Ｐを介して入射するＸ線を検出する。そして、その検出したＸ線の強度に応じた電気信号を、画像データ生成部３８内の電荷・電圧変換器３４に出力する。この電荷・電圧変換器３４で変換された出力は、Ａ／Ｄ変換器３５及びパラレル・シリアル変換器３６を介して画像記憶回路１８に画像データとして供給（収集）される。
【００２３】
前記寝台１５は、被検体Ｐを載置するためのものである。前記Ｘ線管球回転機構１３は、後述するＸ線管球の焦点を中心に寝台１５の長軸方向（図示矢印Ｂ方向）に回転（図示矢印Ａ方向）するものである。
【００２４】
画像記憶回路１８に記憶された画像データは、表示部１９内の表示用画像メモリ４１、Ｄ／Ａ変換器４２、表示回路４３を介して画像処理が行われ、モニタ４４に画像として表示される。操作者は、このモニタ４４に表示された画像等を確認しながら操作部１６を操作することにより、Ｘ線診断治療を行うことができる。
【００２５】
このような構成のＸ線診断装置１０に於いて、操作部１６の図示されないスイッチによる撮影開始操作が操作者によって行われる。すると、この操作部１６からの操作信号がシステム制御部１７により処理され、機構制御部１４を介して、Ｘ線管球回転機構１３や寝台１５の移動量が制御される。更に、高電圧発生部２１が制御されて、Ｘ線管２２からフィルタ部２３を介してＸ線が照射され始める。
【００２６】
ここで照射されたＸ線は、寝台１５上に載置された被検体Ｐを透過し、透過Ｘ線がＸ線検出部１２内の平面検出器３２に入射される。平面検出器３２に入射された透過Ｘ線は、システム制御部１７によってＸ線の照射に同期して、電荷・電圧変換器３４、Ａ／Ｄ変換器３５及びパラレル・シリアル変換器３６にてデジタルデータ化された後、画像データとして画像記憶回路１８に一時記憶される。そして、この記憶された画像が、表示用画像メモリ４１、Ｄ／Ａ変換器４２、表示回路４３を介して、モニタ４４に表示される。
【００２７】
ここで、本実施形態に於けるボーラスＤＳＡの原理について説明する。
【００２８】
図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、Ｘ線管２２の焦点位置を移動させないことで、検出器の位置に関わらず、被写体厚のずれ（拡大率）が同じ画像が得られる。このとき、Ｘ線管２２の向きが変わっても、照射されるＸ線は、１つの焦点から四方八方に照射される一様な広がりの一部を示しているとみなすことができる。すなわち、一様な広がりを有するＸ線の中に、ある所定サイズの検出器を置いてＸ線画像を収集すれば、一様な広がりを有するＸ線の全体像から、ある一部のみを切り出してきているに過ぎないことになる。つまり、同一平面上で検出器を移動させる場合に於いては、前述した関係が成り立つので、検出器の位置が変化しても被写体の同じ対象は同じ拡大率で撮影されることになる。したがって、被写体の動きが無い場合は、何枚画像を収集したとしても、同じ部位は同じ拡大率で収集することができる。
【００２９】
例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に於いて、被写体の部位ＰａとＰｂに対するＰａ11とＰｂ11、ＰａとＰｂに対するＰａ12とＰｂ12の拡大率は同じである。そして、拡大率が同じであるので、マスク像とコントラスト像は、ピクセルシフトによって容易に位置を合わせることができる。また、拡大率が同じであるので、極端に検出器の位置がずれていても、画像を差分することができる。
【００３０】
また、Ｘ線管と検出器の位置関係は、常に同じである必要はない。
【００３１】
例えば、図４に示されるように、Ｘ線照射の中心と検出器の中心が常に一致していなくてもよい。このような場合でも、検出器が同一平面上を移動していれば、得られる画像の拡大率は変わらないので、貼り合わせや差分を容易に行うことができる。
【００３２】
また、Ｘ線管２２は、前述したように、その焦点位置を移動させないようにするため、本実施形態では、Ｘ線照射方向を検出器に対して回転可能にする。すなわち、図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、Ｘ線管２２は、寝台１５の長軸方向に、Ｘ線焦点を中心に図示矢印Ａ方向に向きを変えることができるＸ線管球２２ａを有している。このＸ線管球２２ａは前述したようにＸ線発生部１１内に設けられているもので、図１（ｂ）に示されるように、Ｘ線管球回転機構１３によって図示矢印Ａ方向に回動可能である。
【００３３】
一方、平面検出器３２は、Ｘ線管球２２ａから照射されるＸ線領域内に入るようにするために、Ｘ線管球２２ａの中心線と、該検出器３２の中心が一致するように、寝台１５と平行な同一平面上を移動（寝台１５と平行）するようにした方がよい。
【００３４】
この際、平面検出器３２の移動距離Ｄは、図５（ａ）に示されるように、Ｘ線管球２２ａの回転角度θと該Ｘ線管球２２から平面検出器３２までの距離ＳＩＤに合わせて、以下のように制御するとよい。  
Ｄ＝ＳＩＤ×ｔａｎθ  
貼り合わせや差分をする際に、平面検出器３２の移動距離Ｄ（例えば、図６に示されるように、移動距離Ｄ１、Ｄ２）を用いて、システム制御部１７内の演算処理部等にて演算処理することにより、複数枚の画像の位置合わせを自動的に行うことができる。
【００３５】
このように、Ｘ線管球２２ａの焦点位置を移動させずにＸ線管球２２ａのＸ線照射方向を変更することができれば、対象とするものが画像に写っていれば検出器の配置が同じでなくとも拡大率を気にすることなく差分を実施することができる。
【００３６】
また、位置合わせの微調整を行うため、必要に応じて、手動によるピクセルシフトで、位置関係の微調整を実施することも可能である。更に、貼り合わせや差分を実施する際、Ｘ線管球２２ａを回転させることによる輝度レベルの変化で生じる、繋ぎ目や差分の調整をするために、それぞれの画像レベルを調整可能な機能を有するようにしてもよい。
【００３７】
次に、図７のフローチャートを参照して、本Ｘ線診断装置１０を用いてボーラスＤＳＡを実施する際の動作について説明する。
【００３８】
尚、このボーラスＤＳＡの動作は、主にシステム制御部１７により行われる。また、Ｘ線診断治療装置１０の全体の動作については、周知であるのでここでは説明を省略する。
【００３９】
本シーケンスに入ると、先ず、ステップＳ１にて、ボーラスＤＳＡを実施するための始点と終点が設定されて、撮影間隔（距離）が決定される。これにより、収集トリガ位置が決定される。次に、ステップＳ２にて、平面検出器３２の移動速度が決定される。この平面検出器３２は、術者のレバー等の操作により、自由に移動速度を変更できるもとのとする。
【００４０】
次いで、ステップＳ３では、マスク像の収集が開始される。この際、平面検出器３２が収集トリガ位置を横切り、該検出器の収集タイミングが準備状態（Ｒｅａｄｙ）になったときに、それに合わせてＸ線管２２よりＸ線が照射される。これにより、画像が収集されると共に、この時の検出器の移動距離が記録される。尚、対象とする被写体が、所定のＸ線照射領域に入っていれば、Ｘ線管球２２ａ及び平面検出器３２は、任意の位置で画像を収集するようにする。また、平面検出器３２は、収集トリガ位置で停止することはなく、動き続けて構わない。隣接する画像に、同じ部位が含まれていればよい。尚、基本的に、マスク像は、一定方向に連続して移動させて収集を終える。
【００４１】
次に、ステップＳ４に於いて、コントラスト像が収集される。基本的に、Ｘ線診断装置１０では、マスク像を収集する際と同じ制御で画像が収集される。術者は、造影剤等の流れを確認しながら、平面検出器３２の移動速度を変えながら、画像を収集する。但し、造影剤の流れに応じて、時には、平面検出器３２を逆方向に移動させたりしながら、画像を収集する。この際には、収集トリガ位置を横切る度に、平面検出器３２の収集タイミングに合わせて、Ｘ線管２２よりＸ線が照射される。これにより、画像が収集されて、平面検出器３２の位置情報も画像記憶回路１８に記録される。
【００４２】
前述したステップＳ３及びＳ４で得られたマスク像とコントラスト像には、微妙な位置ずれが生じている。しかしながら、こうしたずれは、以下のようにして調整する。すなわち、ステップＳ５に於いて、マスク像及びコントラスト像は、共に撮影位置情報を基に貼り合わされる。これにより、それぞれ１枚ずつの長尺像が作成される。この際、前述したピクセルシフトにより、手動で微調整を実施するとよい。
【００４３】
そして、ステップＳ６にて、マスク像の長尺像とコントラスト像との間で、撮影位置情報を基に位置合わせが行われた後、差分が実施される。このようにして、ボーラスＤＳＡの像が得られる。
【００４４】
尚、画像の貼り合わせの際は、左右の位置合わせ等が実施されることにより画像周囲に凹凸が生じることがあるので、電子マスクを施して長方形の画像とするようにした方がよい。
【００４５】
また、前述したように、複数枚の画像に分割して長尺の全体像を収集して、マスク像とコントラスト像の差分像を得る場合は、隣接する分割像内に重なる領域が存在すれば、各分割像に於いて、マスク像とコントラスト像はそれぞれ任意の位置で収集することが可能である。
【００４６】
更に、長尺像を作成する前にマスク像とコントラスト像との差分を実施してもよいが、位置ずれがある場合、片方にしか情報が無い領域が発生し、無駄な領域が増えることになる。したがって、像の貼り合わせ後に差分を実施した方が好ましい。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、必ずしも決められた位置で収集しなくても、おおよその位置（検出器側のタイミング）で収集しても、正しく貼り合わせが可能で、サブトラクションも可能になる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。
【００４９】
更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、或いは実施形態に示される構成要件が幾つか組合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置を示すもので、全体構成を示す外観図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置を示すもので、全体構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に於けるＸ線診断装置によるボーラスＤＳＡの原理について説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に於けるＸ線診断装置によるボーラスＤＳＡの原理について説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に於けるＸ線診断装置によるボーラスＤＳＡの原理について説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に於けるＸ線診断装置によるボーラスＤＳＡの原理について説明するためのもので、平面検出器の移動距離との関係を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態に於けるＸ線診断装置を用いてボーラスＤＳＡを実施する際の動作について説明するためのフローチャートである。
【図８】従来のＸ線診断装置に於けるボーラスＤＳＡの原理について説明するための図である。
【図９】従来のＸ線診断装置に於けるボーラスＤＳＡの原理について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…Ｘ線診断装置、１１…Ｘ線発生部、１２…Ｘ線検出部、１３…Ｘ線管球回転機構、１４…機構制御部、１５…寝台、１６…操作部、１７…システム制御部、１８…画像記憶回路、１９…表示部、２１…高電圧発生部、２２…Ｘ線管、２２ａ…Ｘ線管球、２３…フィルタ部、３１…ゲートドライバ、３２…平面検出器、３４…電荷・電圧変換器、３５…Ａ／Ｄ変換器、３６…パラレル・シリアル変換器、３８…画像データ生成部、４１…表示用画像メモリ、４２…Ｄ／Ａ変換器、４３…表示回路、４４…モニタ。
【図１】
2010148711.tif 000003
【図２】
2010148711.tif 000004
【図３】
2010148711.tif 000005
【図４】
2010148711.tif 000006
【図５】
2010148711.tif 000007
【図６】
2010148711.tif 000008
【図７】
2010148711.tif 000009
【図８】
2010148711.tif 000010
【図９】
2010148711.tif 000011