(57)【要約】【課題】装置の振動によるＸ線照射の配置ずれに対応する高精度な再構成画像を生成すること。【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、保持部と、加速度センサと、配置取得部と、制御部と、配置補正部と、再構成処理部と、を備える。Ｘ線管は、被検体にＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、Ｘ線を検出する。保持部は、少なくともＸ線管を移動可能に保持する保持部する。加速度センサは、保持部の加速度を検出する。配置取得部は、保持部の幾何学的配置を取得する。制御部は、保持部を移動させながらＸ線管とＸ線検出器とを制御して複数のＸ線画像を収集する。配置補正部は、配置取得部により取得された複数のＸ線画像の各々の収集時の幾何学的配置を、加速度センサによって検出された加速度に基づいて補正する。再構成処理部は、複数のＸ線画像及び補正された複数の幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する。【選択図】  図１
2019180941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
少なくとも前記Ｘ線管を移動可能に保持する保持部と、
前記保持部の加速度を検出する加速度センサと、
前記保持部を移動させながら前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを制御してＸ線撮像を実行させることで複数のＸ線画像を収集する制御部と、
前記保持部の幾何学的配置を取得する配置取得部と、
前記配置取得部により取得された前記複数のＸ線画像の各々の収集時の前記幾何学的配置を、前記加速度センサによって検出された前記加速度に基づいて補正する配置補正部と、
前記複数のＸ線画像及び補正された複数の前記幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する再構成処理部と、
を備えるＸ線診断装置。
【請求項２】
前記加速度センサで検出された前記加速度に基づいて前記保持部の変位量を計算する計算部と、
校正用のＸ線画像を収集するときに、前記保持部の複数の前記幾何学的配置のそれぞれについて、計算した変位量に応じた前記幾何学的配置の補正量を予め保存する保存部と、をさらに備え、
前記配置補正部は、前記Ｘ線撮像時に計算された変位量と校正時に計算された変位量とのずれ量に基づき各前記幾何学的配置の補正量を修正して前記幾何学的配置を補正する、
請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、マスク撮影及びコントラスト撮影のそれぞれにおいて、前記被検体に対して複数のＸ線の照射角度によりＸ線撮像する回転ＤＳＡを実行させて、
前記回転ＤＳＡにおいて、マスク撮影時に検出された前記加速度と、コントラスト撮影時に検出された前記加速度に基づいて再構成して得た３Ｄマスク像及び３Ｄコントラスト像を差分処理する差分処理部、をさらに備える、
請求項１または請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記加速度に基づいて計算される変位量が随時保存されて、
前記制御部は、計測された変位量が所定の閾値以下の場合に前記Ｘ線撮像を開始する、
請求項１から３のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記変位量が基準値を超える場合は装置の異常を検出する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
Ｘ線管及びＸ線検出器の少なくとも一方を移動可能に保持する保持部の幾何学的配置を取得する配置取得部と、
加速度センサで検出された前記保持部の加速度を取得する加速度取得部と、
Ｘ線画像の各々の収集時の幾何学的配置を、前記保持部の前記加速度に基づいて補正する配置補正部と、
複数の前記Ｘ線画像及び補正された複数の前記幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する再構成処理部と、
を備える画像処理装置。
【請求項７】
Ｘ線管及びＸ線検出器の少なくとも一方を移動可能に保持する保持部を有して、Ｘ線の照射により複数のＸ線画像を収集する撮像装置と、前記Ｘ線画像を含む撮影情報を受け付ける画像処理サーバと、を備える画像処理システムであって、
前記画像処理サーバは、
前記保持部の幾何学的配置を取得する配置取得部と、
加速度センサで検出された前記保持部の加速度を取得する加速度取得部と、
前記Ｘ線画像の各々の収集時の幾何学的配置を、前記保持部の前記加速度に基づいて補正する配置補正部と、
複数の前記Ｘ線画像及び補正された複数の前記幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する再構成処理部と、
を備える画像処理システム。
【請求項８】
コンピュータに、
Ｘ線管及びＸ線検出器の少なくとも一方を移動可能に保持する保持部の幾何学的配置を取得する機能と、
加速度センサで検出された前記保持部の加速度を取得する機能と、
Ｘ線画像の各々の収集時の幾何学的配置を、前記保持部の前記加速度に基づいて補正する機能と、
前記複数のＸ線画像及び補正された複数の前記幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する機能と、
を実現させる画像処理プログラム。
【請求項９】
被検体を通過した放射線を検出する検出器と、
少なくとも前記検出器を移動可能に保持する保持部と、
前記保持部の加速度を検出する加速度センサと、
前記保持部の幾何学的配置を取得する配置取得部と、
前記保持部を移動させながら前記検出器を制御して複数の放射線画像を収集する制御部と、
前記配置取得部により取得された前記複数の放射線画像の各々の収集時の幾何学的配置を、加速度センサによって検出された前記加速度に基づいて補正する配置補正部と、
前記複数の放射線画像及び補正された複数の前記幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する再構成処理部と、
を備える放射線診断装置。
【請求項１０】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
少なくとも前記Ｘ線管を移動可能に保持する保持部と、
前記保持部の加速度を検出する加速度センサと、
前記保持部の幾何学的配置を取得する配置取得部と、
前記保持部を移動させながら前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを制御して複数のＸ線画像を収集する制御部と、
を有するＸ線診断装置により生成される再構成用データのデータ構造であって、
前記保持部を移動させながら収集された複数の前記Ｘ線画像と、
前記配置取得部により取得される、前記Ｘ線画像の各々の収集時の幾何学的配置と、
前記加速度センサにより前記複数の前記Ｘ線画像の収集と並行して取得された加速度データと、
をセットとして含み、
画像処理装置において、前記幾何学的配置を前記加速度データに基づいて補正し、前記複数の前記Ｘ線画像と補正後の前記幾何学的配置とに基づいて再構成画像を生成する処理に用いられる、
再構成用データのデータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置、画像処理装置、画像処理システム、画像処理プログラム、放射線診断装置、及び再構成用データのデータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置では、Ｘ線管とＸ線検出器を被検体のまわりで回動させながら撮影を行う、所謂３次元撮影を実施する。被検体に対して多方向からＸ線を照射して複数のＸ線画像を取得して、取得したＸ線画像を再構成することで３次元的な画像データが生成される。
【０００３】
ところで、３次元撮影において、Ｘ線管とＸ線検出器は、これらを保持するアームを介して被検体のまわりを回動されるが、回動動作時にアームには機械的な振動が生じている。アームが振動すると、取り付けられているＸ線管とＸ線検出器も一体となって振動する。
【０００４】
振動により被検体に対するアームの配置がずれてしまい、それにともないＸ線管及びＸ線検出器によるＸ線照射の配置がずれてしまった場合、実際に被検体に照射されるＸ線の照射方向は、回転撮影時に想定されるＸ線の照射方向と異なるものとなる。実際のＸ線の照射方向とは異なる照射方向に基づいてＸ線画像を再構成した場合、画像の歪みや擬似画像（アーチファクト）が発生するおそれがあり３次元画像データの精度は低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９１７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、装置の振動によるＸ線照射の配置ずれに対応する高精度な再構成画像を生成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、保持部と、加速度センサと、配置取得部と、制御部と、配置補正部と、再構成処理部と、を備える。Ｘ線管は、被検体にＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、Ｘ線を検出する。保持部は、少なくともＸ線管を移動可能に保持する保持部する。加速度センサは、保持部の加速度を検出する。配置取得部は、保持部の幾何学的配置を取得する。制御部は、保持部を移動させながらＸ線管とＸ線検出器とを制御してＸ線撮像を実行させることで複数のＸ線画像を収集する。配置補正部は、配置取得部により取得された複数のＸ線画像の各々の収集時の幾何学的配置を、加速度センサによって検出された加速度に基づいて補正する。再構成処理部は、複数のＸ線画像及び補正された複数の幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るＸ線診断装置の一構成例を示す構成図。
【図２】処理回路のプロセッサにより、校正テーブルを作成する手順の一例を示すフローチャート。
【図３】保持部の振動によってアームの幾何学的配置の変位を説明する説明図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、校正用の３Ｄ撮影時において、保持部の振動により実際のアームの配置がＸ線画像の収集時に想定される幾何学的配置から変位している状態と、実際の配置に一致させるために必要な補正量を示す説明図。
【図５】アームの各幾何学的配置に対応して補正量が関連付けられた校正テーブルの一例を示す図。
【図６】処理回路のプロセッサにより、複数のＸ線画像から再構成処理する手順の一例を示すフローチャート。
【図７】Ｘ線画像の収集時に想定されるアームの幾何学的配置、校正用の３Ｄ撮影時における配置、及び３Ｄ撮影時における実際の配置を示す説明図。
【図８】アームの変動量の経時的変化の一例を示すグラフ。
【図９】処理回路のプロセッサにより、回転ＤＳＡ撮影時において差分画像を生成する手順の一例を示すフローチャート。
【図１０】回転ＤＳＡ撮影時において差分画像を生成する流れを説明する説明図。
【図１１】回転ＤＳＡ撮影時において差分画像を生成する場合の、他の生成方法を説明する説明図。
【図１２】実施形態に係る画像処理システムの一構成例を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係るＸ線診断装置１０について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係るＸ線診断装置１０の一構成例を示す構成図である。Ｘ線診断装置１０は、撮像装置１１と、画像処理装置１２と、から構成されている。
【００１１】
なお、以下ではＸ線診断装置としてＸ線アンギオ装置を例に説明するが、本実施形態は、少なくともＸ線管が保持部に移動可能に保持されて、保持部の移動により被検体（例えば、患者）に対するＸ線の照射位置が相対的に変化する放射線撮像装置に適用可能であり、Ｘ線ＣＴ装置や、トモシンセシス撮影を行う一般Ｘ線撮像装置、Ｘ線ＴＶ装置、マンモグラフィ装置等にも適用できる。
【００１２】
本実施形態では、天板２０の長手方向をｚ軸方向、ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をｘ軸方向、ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をｙ軸方向とそれぞれ定義するものとする（図１参照）。
【００１３】
撮像装置１１は、Ｘ線管１３、Ｘ線検出器１４、保持部１５、加速度センサ１８、寝台本体１９、天板２０、を有する。
【００１４】
Ｘ線管１３は、Ｘ線を天板２０に載置された被検体に照射する照射器である。Ｘ線管１３は、図示しない高電圧発生装置により電圧を印加されてＸ線を発生するＸ線源と、Ｘ線源によって発生されたＸ線の照射野を調整するためのＸ線可動絞りと、を有している。
【００１５】
Ｘ線検出器１４は、Ｘ線管１３に対向する位置に配置されて、Ｘ線管１３から照射されたＸ線を検出する検出器である。Ｘ線検出器１４は、例えば平面検出器（Flat Panel Detector:FPD）により構成されて、Ｘ線検出器１４に照射されたＸ線を検出し、この検出したＸ線に基づいてＸ線画像を出力する。Ｘ線検出器１４で検出されたＸ線画像のデータは、画像処理装置１２に転送される。なお、Ｘ線検出器１４は、イメージインテンシファイア、ＴＶカメラなどを用いて構成されてもよい。
【００１６】
保持部１５は、アーム１６、回転支持部１７、を有する。アーム１６は、例えばＣ型に形成されており、一方にＸ線管１３が配置されており、他方かつＸ線管１３と対向する位置にＸ線検出器１４が配置されている。回転支持部１７は、アーム１６を、天板２０に載置される被検体の体軸を中心（ｚ軸を中心）に時計回りまたは反時計回りに回転可能に支持している。
【００１７】
保持部１５のアーム１６が回転することで、この回転に応じてＸ線管１３及びＸ線検出器１４は移動する。アーム１６の回転は、画像処理装置１２により制御される。画像処理装置１２では、アーム１６の回転角度、回転速度などの保持部１５の駆動条件が設定される。
【００１８】
保持部１５は、アーム１６を回動させてＸ線撮像を行う３次元（３Ｄ）撮影時において、Ｘ線画像の収集時に想定されるアーム１６の幾何学的配置、回動時の各幾何学的配置における時刻情報などを画像処理装置１２に出力する。
【００１９】
幾何学的配置とは、被検体を中心にして回動するアーム１６の姿勢を意味しており、例えばアーム１６がｚ軸を中心に回転する場合には、ｙ軸に対するアーム１６の傾きを幾何学的配置と定義できる。
【００２０】
加速度センサ１８は、保持部１５の加速度を検出するセンサである。加速度センサ１８は、アーム１６、Ｘ線管１３、及び、Ｘ線検出器１４の少なくとも１つに配置される。加速度センサ１８は、検出する加速度データとともに、検出位置の座標、データ取得時の時刻情報などを画像処理装置１２に出力する。
【００２１】
加速度センサ１８は、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向の３軸の加速度を検出可能なセンサが望ましく、検出された３箇所以上の加速度を用いて、任意の関心点におけるアーム１６の剛体変位量を求める観点から、３つ以上配置することが望ましい。
【００２２】
なお、図１では、アーム１６上の３箇所に加速度センサ１８（１８１，１８２，１８３）を配置する構成を例示しているが、この配置に限定されるものでは無く、加速度センサ１８を局所的な分布で配置してもよく、アーム１６の振動状態を知りたい箇所に複数の加速度計を配置してもよい。
【００２３】
天板２０は、被検体を載置する平面状の板であり、寝台本体１９に支持されている。天板２０は、ｚ軸方向にスライド可能に寝台本体１９に支持されており、３Ｄ撮影時には、アーム１６の内部空間に挿入される。
【００２４】
画像処理装置１２は、インターフェース２１、処理回路２２、記憶回路２３、ディスプレイ２４、から構成される。
【００２５】
画像処理装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、ネットワークを介して外部装置と相互通信可能である。処理回路２２は、共通信号伝送路としてのバスを介して、画像処理装置１２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続される。なお、画像処理装置１２が単一のコンソールにて全ての機能を実行するものとして以下で説明するが、これらの機能は複数の画像処理装置１２が実行してもよい。
【００２６】
インターフェース２１は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２２に出力する。例えば、インターフェース２１は、３Ｄ撮影の開始指示、アーム１６を回転させる回転角度、Ｘ線の線量等の設定、天板２０の位置など、Ｘ線撮像に係る設定を受け付ける。例えば、インターフェース２１は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等により実現される。
【００２７】
処理回路２２、記憶回路２３に記憶されたプログラムを読み出して実行することによりＸ線診断装置１０の全体の動作を制御するプロセッサである。なお、ここでは一例として、プロセッサによるソフトウェア処理によって処理回路２２が各種機能を実現する場合について説明するが、ＡＳＩＣ等の専用のハードウェアにより構成することもできる。
【００２８】
処理回路２２は、撮影制御機能２２１、配置取得機能２２２、加速度取得機能２２３、変位量計算機能２２４、校正データ保存機能２２５、配置補正機能２２６、再構成処理機能２２７、差分処理機能２２８、を有している。
【００２９】
撮影制御機能２２１は、インターフェース２１で設定されたＸ線撮像に係る撮影条件に応じて、Ｘ線管１３、Ｘ線検出器１４、保持部１５、寝台本体１９の動作を制御する。撮影制御機能２２１は、３Ｄ撮影時において、保持部１５のアーム１６を移動させながらＸ線管１３とＸ線検出器１４とを制御してＸ線撮像を実行させることで複数のＸ線画像を収集する。
【００３０】
配置取得機能２２２は、３Ｄ撮影時における、アーム１６の複数の幾何学的配置を取得する。３Ｄ撮影時において、アーム１６の回転に応じてアーム１６の幾何学的配置は随時変化するため、回転に応じて複数の幾何学的配置を保持部１５から取得する。
【００３１】
加速度取得機能２２３は、加速度センサ１８で検出された加速度データを取得する。加速度取得機能２２３は、回転に応じてアーム１６の幾何学的配置が変化するごとに、加速度データを取得する。加速度取得機能２２３は、加速度データとともに、加速度の検出位置の座標、加速度データ取得時の時刻情報を取得する。加速度取得機能２２３は、複数の加速度センサ１８が配置されている場合には、各検出位置での加速度データを全て取得する。
【００３２】
変位量計算機能２２４は、アーム１６の幾何学的配置それぞれについて、加速度センサ１８で検出された加速度データに基づいて変位量を計算する。具体的には、各加速度センサ１８で検出された加速度データを２回積分することで加速度センサ１８の変位を求める。
【００３３】
そして、各加速度センサ１８の検出点における変位と、加速度データ検出時の加速度センサ１８の位置情報とを式（１）に代入し、最小二乗法を用いてアーム１６の剛体変位量を推定する。ｎは、配置される加速度センサ１８の数を示している。なお、計算された変位量のデータは記憶回路２３に随時保存される。
【００３４】
【数１】
2019180941.tif 000003
【００３５】
校正データ保存機能２２５は、被検体を載置して３Ｄ撮影を実施する前に、被検体を載置しない状態で実施する３Ｄ撮影（以下校正撮影と称する）に基づいて校正（キャリブレーション）用のテーブルを予め作成する。
【００３６】
校正データ保存機能２２５は、被検体を載置しない状態で３Ｄ撮影を実施した際の、アーム１６の幾何学的配置のそれぞれと、各幾何学的配置について変位量計算機能２２４で推定されたアーム１６の剛体変位量を入力する。
【００３７】
そして、推定されたアーム１６の剛体変位量に応じて、アーム１６の幾何学的配置を、校正撮影時における実際のアーム１６の配置（実際にＸ線照射がされたアーム１６の配置）に一致させるために必要な補正量を設定する。
【００３８】
校正データ保存機能２２５は、アーム１６の幾何学的配置のそれぞれと、設定された補正量とを関連付けて校正テーブルとして記憶回路２３に保存する。
【００３９】
配置補正機能２２６は、被検体を載置した状態での３Ｄ撮影において、配置取得部２９で取得される複数のＸ線画像の各々の収集時の幾何学的配置を、加速度センサ１８によって検出された加速度データに基づいて補正する。
【００４０】
具体的には、配置補正機能２２６は、３Ｄ撮影時における、アーム１６の幾何学的配置のそれぞれと、各幾何学的配置について、加速度データに基づき推定されたアーム１６の剛体変位量とを入力する。
【００４１】
そして、配置補正機能２２６は、３Ｄ撮影時のアーム１６の剛体変位量と校正撮影時における剛体変位量とを比較して、そのずれ量に基づいて校正テーブルに保存されている補正量を修正する。補正量が修正されることで、アーム１６の幾何学的配置は、実際にＸ線照射がされたアーム１６の配置に一致する。これにより、校正撮影時からアーム１６の配置がずれる場合であっても、アーム１６の幾何学的配置を、実際にＸ線照射がされたアーム１６の配置に一致させることができる。このため、Ｘ線画像の収集時の幾何学的配置のそれぞれは、実際のアーム１６の配置に補正される。
【００４２】
再構成処理機能２２７は、複数のＸ線画像及び補正された複数の幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する。アーム１６の幾何学的配置が実際のＸ線照射に即したアーム配置に補正されているため、高精度の再構成画像を生成できる。
【００４３】
また、回転ＤＳＡ撮影時において、再構成処理機能２２７は、マスク撮影及びコントラスト撮影のそれぞれについて、複数のＸ線画像及び補正された複数の幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する。
【００４４】
そして、差分処理機能２２８は、３Ｄ再構成されたマスク像とコントラスト像を差分処理して、差分画像を生成する。なお、回転ＤＳＡ撮影時における、差分画像の生成方法については後述する。
【００４５】
記憶回路２３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路２３は、例えば３Ｄ撮影に係る画像データ、校正テーブルなどのデータを記憶する。なお、記憶回路２３の記録媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は、ネットワークを介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの非一過性の可搬型記憶媒体を介して記憶回路２３に与えられてもよい。
【００４６】
ディスプレイ２４は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ２４は、再構成処理機能２２７などで生成された再構成画像などを表示する。ディスプレイ２４は、ユーザからの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ２４は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等である。
【００４７】
続いて、実施形態に係るＸ線診断装置１０の動作をフローチャートに従って説明する。図２は、処理回路２２のプロセッサにより、校正テーブルを作成する手順の一例を示すフローチャートである（適宜、図１参照）。
【００４８】
撮影制御機能２２１は、被検体が天板２０に載置されていない状態で３Ｄ撮影を実行して、アーム１６を移動させながらＸ線管１３とＸ線検出器１４とを制御して複数のＸ線画像を収集する（Ｓ１０）。
【００４９】
配置取得機能２２２は、３Ｄ撮影時における、アーム１６の各幾何学的配置を取得する（Ｓ１１）。加速度取得機能２２３は、加速度センサ１８で検出された加速度データを取得する（Ｓ１２）。
【００５０】
変位量計算機能２２４は、アーム１６の幾何学的配置それぞれについて、加速度センサ１８で検出された加速度データに基づいて変位量を計算する（Ｓ１３）。
【００５１】
校正データ保存機能２２５は、アーム１６の幾何学的配置のそれぞれについて、校正撮影時における実際のアーム１６の配置に一致させるために必要な補正量を設定する。そして、校正データ保存機能２２５は、アーム１６の幾何学的配置のそれぞれと、設定された補正量とを関連付けて校正テーブルとして保存する（Ｓ１４）。
【００５２】
ここで、校正テーブル作成までの処理を図３〜５を用いて具体的に説明する。
図３は、保持部１５の振動によってアーム１６の幾何学的配置の変位を説明する説明図である。Ｘ線画像の収集時に想定されるアーム１６の幾何学的配置は、保持部１５の振動の影響により変位している。この場合、実施のＸ線の照射方向は、本来の幾何学的配置における照射方向とは異なる。
【００５３】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、校正用の３Ｄ撮影時において、保持部１５の振動により実際のアーム１６の配置が、Ｘ線画像の収集時に想定される幾何学的配置ａ,ｂから変位している状態と、実際のアーム１６の配置に一致させるために必要な補正量を示す図である。
【００５４】
図４（Ａ）に示す例では、Ｘ線画像の収集時に想定される幾何学的配置ａでの変位量に基づいて、校正撮影時における実際のアーム１６の配置に一致させるために必要な補正量が設定されている。同様に、図４（Ｂ）では、幾何学的配置ｂでの変位量に基づいて校正撮影時における実際のアーム１６の配置に一致させるために必要な補正量が設定されている。
【００５５】
図５は、アーム１６の各幾何学的配置に対応して補正量が関連付けられた校正テーブル２５の一例を示す図である。図５に示されるように、Ｘ線画像の収集時に想定される幾何学的配置それぞれについて、校正撮影時における実際の幾何学的配置に一致させるために必要な補正量が対応付けて設定される。
【００５６】
続いて、天板２０に被検体が載置されている状態で３Ｄ撮影を実施して、再構成処理を実行する場合について説明する。図６は、処理回路２２のプロセッサにより、複数のＸ線画像から再構成処理する手順の一例を示すフローチャートである。なお、Ｓ２０〜Ｓ２３までの処理は、被検体が天板２０に載置されていることを除き、Ｓ１０〜Ｓ１３と実質的に異ならないため説明を省略する。
【００５７】
Ｓ２３において、アーム１６の幾何学的配置それぞれについて、加速度センサ１８で検出された加速度データに基づいて変位量を推定した後の処理から説明を続ける。
【００５８】
配置補正機能２２６は、幾何学的配置のそれぞれについて、推定されたアーム１６の剛体変位量と校正撮影時に取得された剛体変位量とを比較する（Ｓ２４）。そして、配置補正機能２２６は、変位量の差分に基づいて校正テーブルに保存された補正量を修正する（Ｓ２５）。
【００５９】
図７は、３Ｄ撮影時において、アーム１６の変位を示す説明図である。Ｘ線画像の収集時に想定される幾何学的配置ａが点線で示されており、校正撮影時におけるアーム１６の配置が一点鎖線で示されている。そして、実線は、３Ｄ撮影時における実際のアーム１６の配置を示している。
【００６０】
３Ｄ撮影時のアーム１６の剛体変位量と校正撮影時における剛体変位量とのずれ量を求めて、校正撮影時において求めておいた配置の補正量を修正することで、実際の幾何学的配置に一致させることができる。
【００６１】
そして、再構成処理機能２２７は、複数のＸ線画像及び補正された複数の幾何学的配置に基づいて再構成画像を生成する（Ｓ２６）。
【００６２】
このように、３Ｄ撮影時において、加速度センサ１８で検出された加速度データに基づいてアーム１６の変位量を推定して、アーム１６の幾何学的配置を実際のＸ線照射の配置に補正することで、振動によるＸ線照射の配置ずれに対応する高精度の再構成画像を生成できる。
【００６３】
また、加速度データに基づいて推定されるアーム１６の変位量のデータを、３Ｄ撮影の開始タイミングを決定するデータとして用いてもよい。
【００６４】
具体的には、撮影制御機能２２１は、記憶回路２３に保存されているアーム１６の変位量を監視して、変位量が所定の閾値以下（３Ｄ撮影を実施するのに最適な変位量）の場合にＸ線撮像を開始する。
【００６５】
図８は、ｙ軸方向におけるアーム１６の変動量の継時的変化を示すグラフである。撮像装置１１を稼働して、撮影制御機能２２１は、変位量が設定された閾値Ｔｈ１以下になった場合にＸ線撮像を開始する。このように、アーム１６の変位量のデータを用いることで、３Ｄ撮影を適切な開始タイミングで開始できる。
【００６６】
さらに、アーム１６における変位量のデータを、撮像装置１１の異常振動を検出するデータとして用いてもよい。
【００６７】
具体的には、撮影制御機能２２１は、記憶回路２３に保存されているアーム１６の変位量を監視して、変位量が基準値（装置が異常と判定される変位量）を超える場合に撮像装置１１の異常を検出する。異常を検出した場合には、Ｘ線撮像動作を停止等する。地震、装置暴走等の異常な振動の検知を迅速に行うことができる。
【００６８】
また、再構成画像に劣化が生じた際に、操作者が保存されている変位量のデータをインターフェース２１に表示して過去に遡って確認することで、患者などの人為的な撮像装置１１への干渉により画像の劣化が生じたのか、あるいは、装置の異常な振動による画質の劣化が生じたのかを切り分けて判断することもできる。
【００６９】
また、撮影制御機能２２１は、変位量の推移から、装置の動作状況を把握し、振動が大きい時は撮影動作中と判断する一方、小さいときは撮影を実施していないと判断してデータ転送処理などのバックアップ処理を優先させるように制御してもよい。
【００７０】
続いて、回転ＤＳＡ撮影における差分処理について説明する。図９は、処理回路２２のプロセッサにより、回転ＤＳＡ撮影時において差分画像を生成する手順の一例を示すフローチャートである（適宜、図１参照）。
【００７１】
回転ＤＳＡ撮影は、造影剤を被検体に投与しない状態で３Ｄ撮影するマスク撮影と、造影剤を被検体に投与した状態で３Ｄ撮影するコントラスト撮影がある。マスク画像とコントラスト画像とを差分処理することで、血管などの造影部分のみの差分画像が生成される。なお、マスク撮影及びコントラスト撮影のそれぞれで取得されるＸ線画像を再構成する方法は、図６で示した再構成処理の方法と同じとなる。
【００７２】
再構成処理機能２２７は、マスク撮影時の画像データを加速度データに基づいて３Ｄ再構成する（Ｓ３０）。
【００７３】
再構成処理機能２２７は、コントラスト撮影時の画像データを加速度データに基づいて３Ｄ再構成する（Ｓ３１）。
【００７４】
最後に、差分処理機能２２８は、マスク像及びコントラスト像をそれぞれ３Ｄ再構成して得た３Ｄマスク像及び３Ｄコントラスト像を差分処理して、差分画像を生成する（Ｓ３２）。なお、ここでいう「差分処理」には、３Ｄ像のボクセル値同士の減算だけでなく、両３Ｄ像において共通して存在するオブジェクトを除去する処理が含まれる。
【００７５】
図１０は、回転ＤＳＡ撮影時の差分処理の流れを示す具体的に示す説明図である。
マスク撮影時において取得された複数の画像データを加速度データに基づいて３Ｄ再構成する。この再構成画像は、骨が表示された画像となっている。
【００７６】
一方、コントラスト撮影時において取得された画像データを加速度データに基づいて３Ｄ再構成する。この再構成画像は、造影剤により、骨及び血管が表示された画像となっている。
【００７７】
最後に、位置ずれが補正されたマスク画像とコントラスト画像を差分処理する。これにより、両画像間で共通する骨の部分は除かれて血管のみの差分画像が生成される。
【００７８】
このように、回転ＤＳＡ撮影において、加速度データを用いて補正されたアームの幾何学的配置に基づいて３Ｄ再構成して得た３Ｄマスク像及び３Ｄコントラスト像の両画像を差分処理することで、高精度な差分画像を生成することができる。
【００７９】
また、回転ＤＳＡ撮影における差分処理の他の実施形態について説明する。図１１は、回転ＤＳＡ撮影時の差分処理の流れを示す具体的に示す説明図である。
【００８０】
まず、マスク及びコントラスト撮影時における加速度データを用いて、マスク画像及びコントラスト画像の両画像を一致させるためのシフト量を算出し、アームの幾何学的配置のそれぞれにおけるマスク画像（２次元画像）を、幾何学的配置が対応するコントラスト画像に合うようにアフィン変換等を用いて補正する。
【００８１】
下記の式（２）は、マスク画像とコントラスト画像のそれぞれにおいて推定されたアーム１６の剛体変位量に基づいて、両画像を一致させるためのシフト量を算出するための計算式の一例である。撮影Ｉがマスク撮影に対応して、撮影ＩＩがコントラスト撮影に対応する。
【００８２】
【数２】
2019180941.tif 000004
【００８３】
式（２）を用いてマスク及びコントラスト撮影時の剛体変位量のずれに基づいてマスク画像とコントラスト画像との位置ずれを計算して、マスク画像の位置ずれを補正して、コントラスト画像に合わせる。
【００８４】
理想中心座標における両撮影での変位量と理想中心座標位置を式（２）に代入することで、ｘ，ｙ，ｚ各軸方向のずれ量が算出される。ｘ，ｙ，ｚ各軸方向のずれ量に基づいて画像のシフト量や倍率を調整することでマスク画像とコントラスト画像とを一致させる。
【００８５】
そして、アームの幾何学的配置が同じとなるコントラスト画像と補正後のマスク画像との各ペアについて２次元画像同士で差分してＤＳＡ画像を生成する。
【００８６】
最後に、ＤＳＡ画像の１つのセットについて、コントラスト撮影における加速度データを用いて３Ｄ再構成する。このようにすることで、回転ＤＳＡ撮影において、高精度な差分画像を生成することができる。なお、ここでは、マスク画像をコントラスト画像に合わせる例を説明したが、コントラスト画像をマスク画像に合わせて補正する構成にしてもよい。
【００８７】
図１２は、実施形態に係る画像処理システム３０の一構成例を示す構成図である。
画像処理システム３０は、撮像装置１１と画像処理サーバ５０とがネットワークを介して接続されている。制御装置４０は、撮像装置１１に接続されており、撮像装置１１に係るＸ線撮像を制御する機能を有する。
【００８８】
画像処理サーバ５０は、３Ｄ撮影時における各アームの撮影角度に対応する複数のＸ線画像、アーム１６の幾何学的配置、３Ｄ撮影時に時系列で取得される１つの加速度データなどの再構成に必要なデータを撮像装置１１側から受け付けて再構成画像を生成する。
【００８９】
このように、画像処理サーバ５０が、撮像装置１１とは離れた遠隔地にある場合であっても、再構成に必要なデータセットを撮像装置１１側から受け付けることで再構成画像を生成できる。
【００９０】
なお、本実施形態は、検出器において検出する対象はＸ線に限定されるものでは無く、Ｘ線以外の放射線を用いる放射線診断装置にも適用可能である。例えば、放射線を検出する検出器が保持部に移動可能に保持されて、検出器の移動により被検体から放出される放射線を検出して断層画像を生成する断層撮像装置、例えばＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission）や回転駆動する検出器で放射線を検出するタイプのＰＥＴ（Positron Emission Tomography）に適用することができる。
【００９１】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、装置の振動によるＸ線照射の配置ずれに対応する高精度な再構成画像を生成できる。
【００９２】
なお、実施形態における処理回路の、撮影制御機能、配置取得機能、変位量計算機能、校正データ保存機能、配置補正機能、再構成処理機能、差分処理機能は、それぞれ特許請求の範囲における、制御部、配置取得部、計算部、保存部、配置補正部、再構成処理部、差分処理部の一例である。
【００９３】
また、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。
【００９４】
また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１０  Ｘ線診断装置
１１  撮像装置
１２  画像処理装置
１３  Ｘ線管
１４  Ｘ線検出器
１５  保持部
１６  アーム
１７  回転支持部
１８  加速度センサ
２２１  撮影制御機能
２２２  配置取得機能
２２３  加速度取得機能
２２４  変位量計算機能
２２５  校正データ保存機能
２２６  配置補正機能
２２７  再構成処理機能
２２８  差分処理機能
【図１】
2019180941.tif 000005
【図２】
2019180941.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019180941.tif 000014
【図１１】
2019180941.tif 000015
【図１２】
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