(57)【要約】【課題】Last Image Hold機能の有用性を向上すること。【解決手段】Ｘ線診断装置は、Ｘ線管１と、Ｘ線検出器２と、Ｘ線管とＸ線検出器とを搭載するＣ形アーム５１と、Ｃ形アームを複数の回転軸に関して回転自在に保持する保持機構５２〜５４と、被検体を載置する移動自在な天板１７を有する寝台１８と、Ｃ形アームの角度と天板の位置とに基づいてＸ線照射停止の直前に発生された最終画像を含む複数の画像を一枚に貼り合わせて貼り合わせ画像を発生する貼り合わせ処理部２４とを具備する。【選択図】図１
2011050691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、
Ｘ線検出器と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを搭載するＣ形アームと、
前記Ｃ形アームを複数の回転軸に関して回転自在に保持する保持機構と、
被検体を載置する移動自在な天板を有する寝台と、
前記Ｃ形アームの角度と前記天板の位置とに基づいて、Ｘ線照射停止の直前に発生された最終画像を含む複数の画像を一枚に貼り合わせて貼り合わせ画像を発生する貼り合わせ処理部とを具備するＸ線診断装置。
【請求項２】
前記複数の画像各々の平均的濃度を前記最終画像の平均的濃度に整合させる画像処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記画像が部分的に重畳する部分は、前記最終画像又は前記最終画像に発生時刻が最も近い画像の画素が選択されることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記貼り合わせ処理部は、前記Ｘ線照射停止を契機として前記貼り合わせ画像を発生することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記貼り合わせ処理部は、前記複数の画像を平面的又は立体的に貼り合わせることを特徴とする請求項１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、回転可能なＣアームを、移動可能な寝台とともに有するＸ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最終画像ホールド機能（Last Image Hold機能）は、Ｘ線照射停止直前に取得した透視像や撮影像（これらを最終画像と総称する）をＸ線照射停止後にモニタにフリーズする多くの各種Ｘ線診断装置に装備されている非常に利便性の高い機能である。
【０００３】
例えば、術者が被検体近傍で処置や各種操作を行う検査室や撮影技師が画像関連処理を主に行う操作室に設置されたモニタに最終画像を表示させて、関心領域の特定や撮影像のアングル調整などの位置決め操作に利用することができる。
【０００４】
しかし、最終画像を表示するLast Image Hold機能では、その視野が狭く、撮影の位置決め等の作業を支援するにはその効果は限定的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、Last Image Hold機能の有用性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある局面は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを搭載するＣ形アームと、前記Ｃ形アームを複数の回転軸に関して回転自在に保持する保持機構と、被検体を載置する移動自在な天板を有する寝台と、前記Ｃ形アームの角度と前記天板の位置とに基づいて、Ｘ線照射停止の直前に発生された最終画像を含む複数の画像を一枚に貼り合わせて貼り合わせ画像を発生する貼り合わせ処理部とを具備するＸ線診断装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、Last Image Hold機能の有用性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図である。
【図２】図１のＸ線診断装置の架台部を示す図である。
【図３】本実施形態の動作を示す流れ図である。
【図４】図１の貼り合わせ処理部による平面的貼り合わせ処理の一例を示す図である。
【図５】図４の平面的貼り合わせ処理で用いる拡大率の説明図である。
【図６】図１の貼り合わせ処理部による平面的貼り合わせ処理を示す図である。
【図７】図１の貼り合わせ処理部による平面的貼り合わせ処理の他の例を示す図である。
【図８】図１の貼り合わせ処理部による立体的貼り合わせ処理の一例を示す図である。
【図９】図８の補足図である。
【図１０】図１の貼り合わせ処理部による立体的放射投影貼り合わせ処理の一例を示す図である。
【図１１】図１０の補足図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明によるＸ線診断装置を好ましい実施形態により説明する。  
図１は本実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図である。図２は本実施形態に係るＸ線診断装置の架台部の外観を示す図である。Ｃ形アーム５１の一端には、Ｘ線管１が取り付けられる。Ｘ線管１のＸ線照射窓にはＸ線照射野を限定するためのＸ線絞り１２が取り付けられる。Ｃ形アーム５１の他端には、Ｘ線管１に向き合う向きでＸ線検出器２が取り付けられる。Ｘ線管１の焦点とＸ線検出器２の中心とを結ぶ線を撮影軸（第５回転軸Ｚ５）と称する。Ｘ線管１、Ｘ線検出器２はそれぞれ第５回転軸Ｚ５を中心として回転自在にＣ形アーム５１に設けられる。Ｘ線検出器２には、イメージインテンシファイア及びＴＶカメラの組み合わせ、またはＸ線を直接的に電気信号に変換する平面検出器が採用される。
【００１１】
床旋回アーム５４は、その一端において略鉛直な第１回転軸Ｚ１まわりに旋回自在（ｄ）に床面５９上に設けられる。床旋回アーム５４の他端においては略鉛直な第２回転軸Ｚ２まわりに回転自在（ｃ）にスタンド５３が支持される。スタンド５３には略水平な第３回転軸（Ｃ形アーム水平回転軸）Ｚ３まわりに回転自在（ｂ）にアームホルダ５２が支持される。アームホルダ５２には、Ｃ形アーム水平回転軸Ｚ３と直交する略水平な第４回転軸（スライド回転軸）Ｚ４まわりにスライド回転自在（ａ）に略Ｃ形アーム５１が支持される。第２回転軸Ｚ２回りの回転が停止しているとき、第１回転軸Ｚ１、第３回転軸Ｚ３、第４回転軸Ｚ４及び第５回転軸Ｚ５は、アイソセンタと呼ばれる固定点ＩＳで交差する。
【００１２】
Ｘ線検出器２とＸ線管１の間には、寝台１８の天板１７に載置された被検体１５０が配置される。天板１７は略長方形の形状を有する。天板１７はその長手方向に沿って移動自在に寝台１８に設けられる。また天板１７は第１回転軸Ｚ１と平行な鉛直方向に沿って昇降自在に寝台１８に設けられる。天板１７の高さを変更することにより、撮影拡大率が変更可能である。
【００１３】
５つのＣアーム角度センサ３２が、５本の回転軸Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５それぞれに対応する回転部の角度を検出するために設けられる。天板位置センサ３３は、天板１７の長手方向に関する位置と、天板１７の高さとを検出するために設けられる。５つのＣアーム角度センサ３２及び天板位置センサ３３の出力により撮影位置及び撮影角度を特定することができる。
【００１４】
装置本体２０は、本実施形態に関わる主要な構成要素として、Ｘ線診断装置全体の制御をになうシステム制御部２１、表示制御部２２、画像記憶部２３、貼り合わせ処理部２４、濃度変換部２５、画像処理部２６を有する。表示制御部２２は、検査室に設置された検査室モニタ３４及び操作室に設置された操作室モニタ３５の表示画面を構成し、表示させる。画像記憶部２３は、少なくとも今回の画像検査期間、つまりＸ線照射開始からＸ線停止までの期間にＸ線検出器２から出力され、図示しないアナログディジタル変換器によりデジタル画像データに変換された複数の画像のデータを、システム制御部２１の制御のもとで、それぞれの画像を発生した時にＣアーム角度センサ３２により検出されるＣアーム５１の５つの回転軸Ｚ１〜Ｚ５各々の角度のデータと、天板位置センサ３３により検出される天板１７の位置及び高さのデータとを関連付けて記憶する。
【００１５】
画像検査としてはここでは動画として被検体内部を例えば１／３０秒という一定周期で繰り返し撮影するいわゆる透視検査を例に説明するが、もちろん画像検査には透視検査と時分割で併用される比較的高Ｘ線量で１乃至数ショットで高輝度画像をコンソール３１の撮影ボタン操作が押されたタイミングで発生する撮影検査も含まれる。
【００１６】
コンソール３１を介して操作者により従来の「Last Image Holdモード」が選択されているとき、画像記憶部２３に記憶されている複数の画像のうち、Ｘ線停止直前に発生された画像がLast Image Hold機能のために選択的に用いられる。また、本実施形態に係る新規な「貼り合わせモード」が選択されているとき、画像記憶部２３に記憶されている複数の画像のうち、Ｘ線停止直前に発生された最終画像と、その最終画像と同じ透視期間中に最終画像以前に発生された複数の画像が、貼り合わせ機能のために用いられる。貼り合わせモードでは、透視期間中に発生された複数の画像が、センサ３２、３３の出力から特定される各撮影位置及び撮影角度に従って共通の画像空間に貼り合わされて、一枚の広視野の画像（以下、貼り合わせ画像という）が発生される。この貼り合わせ画像の発生が本実施形態において重要な事項である。
【００１７】
貼り合わせ処理部２４は、Ｃアーム角度センサ３２により検出されるＣアーム５１の５つの回転軸Ｚ１〜Ｚ５に関する５つの角度と、天板位置センサ３３により検出される天板１７の位置及び高さとに基づいて、貼り合わせ対象の複数の画像各々の撮影位置及び撮影角度を特定し、特定した撮影位置及び撮影角度に基づいて複数の画像を共通の画像空間に貼り合わせる。換言すると、特定した撮影位置及び撮影角度に基づいて複数の画像が表現されている検出器座標系（ｘ，ｙ）上の座標を、共通の画像空間を定義する座標系（Ｘ，Ｙ）の座標に変換する。共通の画像空間は、任意に設定可能であるが、典型的には天板１７の長手中心軸ＢＬをＸ軸に既定し、このＸ軸に直行し且つ水平にＹ軸を規定する。
【００１８】
貼り合わせ処理においては、濃度変換部２５は、貼り合わせ対象の複数の画像各々の平均濃度を、最終画像の平均濃度に略統一する。また貼り合わせ処理において、貼り合わせ対象の複数の画像が部分的にオーバーラップすることがあるが、濃度変換部２５は、オーバーラップ部分に関してはオーバーラップする２又は３以上の画像を加重加算をする。典型的には、オーバーラップする２又は３以上の画像のうち、撮影時刻が最も新しい画像の重みを１．０とし、他の画像の重みをゼロとする。つまり、オーバーラップ部分の画素値には、撮影時刻が最も新しい画像の画素値が選択される。
【００１９】
画像処理部２６は、コンソール３１から入力された操作者指示に従って、貼り合わせ処理部２４及び濃度変換部２５で発生された貼り合わせ画像の一部を切り取り（クリッピング）、また貼り合わせ画像を拡大／縮小して、モニタ３４、３５へ表示する表示画像を発生する。
【００２０】
図３には本実施形態における貼り合わせモードの貼り合わせ処理手順を示している。貼り合わせ処理は、Ｘ線照射開始からＸ線照射停止までの透視期間中に画像発生と並行して実施されても良いし、Ｘ線照射停止を契機として透視期間終了後に実施されても良い。事前準備としてシステム制御部２１により、Ｃ形アーム５１を有するガントリとの間で機種としてここでは可動軸を５軸有する機種が識別され、検査の術式・手技が識別され、可動範囲などを制限する据付設定条件が識別され（Ｓ０）、さらに可動５軸各々の基準位置に対してセンサ３２、３３の出力を整合させる（Ｓ１）。
【００２１】
操作者によりコンソール３を介して透視トリガボタンが押されることを契機として、システム制御部２１の制御により、Ｘ線管１からのＸ線の発生が開始され、Ｘ線絞り１２を介して被検体への連続的又は断続的なＸ線の照射が開始される。Ｘ線の照射に同期して、Ｘ線検出器２において被検体の透過Ｘ線の検出が一定周期で繰り返され、画像データが画像記憶部２３に記憶される。画像データには、それぞれの画像が発生された時にＣアーム角度センサ３２により検出されたＣアーム５１の５つの回転軸Ｚ１〜Ｚ５各々の角度のデータと、天板位置センサ３３により検出される天板１７の位置及び高さのデータとが関連付けて記憶される。
【００２２】
操作者によりコンソール３を介して透視終了ボタンが押されることを契機として、システム制御部２１の制御により、貼り合わせ処理が自動的に開始される。貼り合わせ対象とされる画像は、透視トリガボタンが押されてＸ線照射が開始されてから、透視終了ボタンが押されてＸ線照射が停止するまでの継続的な透視期間に発生された複数の画像である。なお、透視期間に発生された全ての画像を貼り合わせ対象としてもよいし、透視期間に発生された画像から一定周期で抽出した一部の複数の画像を貼り合わせ対象としてもよいし、また透視期間に発生された画像から、撮影位置又は撮影角度が所定距離以上変化したタイミングに同期して発生された複数の画像を貼り合わせ対象としてもよい。これらの貼り合わせ対象範囲の選択は透視開始前に事前に操作者によりコンソール３を介して選択される。ここでは撮影位置又は撮影角度が変化したタイミングに同期して発生された複数の画像を貼り合わせ対象とする場合を例に説明する。
【００２３】
システム制御部２１により、透視期間に発生された画像から、Ｃアーム角度センサ３２により検出されるＣアーム５１の５つの回転軸Ｚ１〜Ｚ５に関する５つの角度と、天板位置センサ３３により検出される天板１７の位置及び高さとに基づいて、貼り合わせ対象の画像が選択される。選択された複数の画像のデータは、Ｃアーム５１の５つの回転軸Ｚ１〜Ｚ５に関する５つの角度と天板１７の位置及び高さとのデータとともに、画像記憶部２３から貼り合わせ処理部２４に読み出される（Ｓ２）。
【００２４】
貼り合わせ処理部２４による貼り合わせ処理には３つの手法がある。貼り合わせ処理部２４は２つの手法の処理プログラムを装備している。いずれかの手法が、事前に操作者によりコンソール３を介して選択される。
【００２５】
図４、図５には、平面的貼り合わせ法を示している。貼り合わせ画像の解像度は最終画像の解像度（拡大率）により決定される。各画像に関連付けられているＣアーム５１の５つの回転軸Ｚ１〜Ｚ５に関する５つの角度と天板１７の位置及び高さと基づいて、アイソセンタを通り且つ天板１７に平行な水平面として初期的に提供される貼り合わせ面に対して、各画像の画素を垂直に投影するように各画像の画素座標を貼り合わせ面座標に変換する（Ｓ３）。撮影軸が傾斜しているときも、図６に示すように、貼り合わせ面に対して、各画像の画素を垂直に投影する。投影は図５、図６に示す平行投影には限定されず、Ｘ線焦点に対して集束投影であっても良い。
【００２６】
座標変換後、２又は３以上の画像どうしで部分的にオーバーラップするとき、この画像が部分的にオーバーラップ部分に関してはオーバーラップする２又は３以上の画像が加重加算される。実際的には、オーバーラップする２又は３以上の画像のうち、撮影時刻が最も新しい画像の重みを１．０とし、他の画像の重みをゼロとする。つまり、オーバーラップ部分の画素値には、撮影時刻が最も新しい画像の画素値が選択される（Ｓ４）。また貼り合わせ対象の複数の画像各々の平均濃度が、最終画像の平均濃度に略統一する。
【００２７】
このように生成された貼り合わせ画像は、画像処理部２６で、初期的にはその全体がモニタ３４、３５の画像表示領域に収まるように縮小され、モニタ３４、３５に表示される（Ｓ５）。初期表示後、コンソール３１から入力された操作者による任意指示に従って、貼り合わせ画像の一部が切り取られ大きく表示され、または貼り合わせ画像全体が拡大処理されて大きく表示されても良い。
【００２８】
図８乃至図１１には、立体的貼り合わせ法を示している。立体的貼り合わせ法では、標準的な体躯に対応する人体モデルが用いられる。この人体モデルのＸ線管１の側又は検出器２の側の表面に、Ｃアーム５１の５つの回転軸Ｚ１〜Ｚ５に関する５つの角度と天板１７の位置及び高さと基づいて、各画像の画素値を投影する。投影法も、図８、図９に示すように平行投影でも良いし、図１０、図１１に示すように集束投影でも良い。
【００２９】
このように透視停止後に、最終画像を含む複数の画像が１枚に張り合わされて表示される。本実施形態では、連続的におこなわれる透視画像を記憶し、保持装置・寝台装置の位置情報を加味したうえで再構成することにより、患者全身（透視した部位）の透視像を得ることを実現する。本実施形態により、診断収集されずに廃棄されてしまっている透視像を有効活用することができ、Ｘ線被曝量の低減、および保持装置・寝台装置の位置決めに有効な画像履歴を構築することが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、Last Image Hold機能を有するＸ線診断装置の分野に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００３２】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線検出器、１２…Ｘ線絞り、２０…装置本体、２１…システム制御部、２２…表示制御部、２３…画像記憶部、２４…貼り合わせ処理部、２５…濃度変換部、２６…画像処理部、３２…Ｃアーム角度センサ、３３…天板位置センサ、３４…検査室モニタ、３５…操作室モニタ。
【図１】
2011050691.tif 000003
【図２】
2011050691.tif 000004
【図３】
2011050691.tif 000005
【図４】
2011050691.tif 000006
【図５】
2011050691.tif 000007
【図６】
2011050691.tif 000008
【図７】
2011050691.tif 000009
【図８】
2011050691.tif 000010
【図９】
2011050691.tif 000011
【図１０】
2011050691.tif 000012
【図１１】
2011050691.tif 000013