(57)【要約】      （修正有）【課題】拡大率を変更したＸ線画像の表示部への表示を容易に行うことが可能なＸ線透視撮影装置を提供する。【解決手段】制御部２０は、フラットパネルディテクタ３２で検出されたＸ線に基づいて表示部１７にＸ線画像を表示する画像処理部２９を備える。この画像処理部２９は、機能的構成として、表示部１７に表示されたＸ線照射領域全域のＸ線画像中において、操作部１８からの入力により指定された任意の領域を拡大表示する指定領域拡大部２１と、表示部１７に拡大表示させるときの拡大率を変更する拡大率変更部２２と、指定された領域の画像を被検体の移動に追従させる領域画像追従部２３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線管から照射され被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づいて、表示部にＸ線画像を表示する画像処理部と、
を備えたＸ線透視撮影装置において、
前記画像処理部は、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づくＸ線画像とともに、前記Ｘ線画像において指定された画像上の任意の領域を、前記表示部に拡大表示する指定領域拡大部を備えたことを特徴とするＸ線透視撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記画像処理部は、前記任意の領域の画像拡大率を変更する拡大率変更部を備えるＸ線透視撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記画像処理部は、
前記Ｘ線画像を等分に分割した小領域ごとに輝度を計測するとともに、前記小領域のうち輝度の変化量が大きな領域を特徴部分として少なくとも２箇所記憶し、被検体の移動に伴う当該特徴部分の移動量および移動方向を前記任意の領域に適用することにより、前記任意の領域を被検体の移動に追従させる領域画像追従部を備えるＸ線透視撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線を照射するＸ線管と、被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づいて表示部に画像を表示する画像処理部とを備え、Ｘ線透視またはＸ線撮影を行うＸ線透視撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなＸ線透視撮影装置においては、Ｘ線管とＸ線検出器が対向配置されており、Ｘ線管の焦点からＸ線検出器の受光面の中心に向かうＸ線照射軸を横切るように被検体載置テーブルが配置されている。このようなＸ線透視撮影装置で表示部に表示するＸ線画像の拡大率を変更するときには、例えば、特許文献１に記載のＸ線撮像装置では、Ｘ線検出器側の視野サイズの選択に合わせてＸ線管側に設けられたコリメータを絞り、選択された視野サイズに対応する縮尺比の画像を表示部に出力することにより実行している。なお、この時のコリメータの絞り動作は、Ｘ線照射軸を中心として行われている。
【０００３】
また、Ｘ線画像の拡大率は、Ｘ線管―Ｘ線検出器間の距離とＸ線管―被検体間の距離との比で定まることから、Ｘ線管をＸ線照射軸に沿って移動させることにより拡大撮影を行うＸ線撮影装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５８３４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｘ線照射中に被検体のある部分の表示を大きくするには、デジタル処理等により視野内の画像の一部を拡大表示することも技術的には可能であるが、その場合には、Ｘ線が照射されているにも関わらず表示部に画像として表示されない、無駄に被ばくする部位が生じてしまう。このため、Ｘ線照射中に被検体のある部分の表示を大きくするにはコリメータを絞り、視野内の画像を拡大表示するのが通常であった。したがって被検体をＸ線照射軸上の受光面の中央に配置する必要がある。
【０００６】
またこのときには、コリメータを全開した状態の画像を、拡大画像と同時に表示部に表示することができないため、広い視野でとらえた被検体の状態が確認できなくなる。
【０００７】
一方で、例えば、骨折の治療において金属プレートと複数のボルトで骨片を固定する手術を行う場合には、骨に沿わせる金属プレート全体を視野内に収めたＸ線画像の他に、ボルトの骨への埋め込み状態をより詳細に知るために、ボルト埋め込み位置の拡大Ｘ線画像を表示部に表示したいという要請がある。しかしながら、従来のようにコリメータを絞り、視野内の画像を拡大表示する場合には、被検体をＸ線照射軸上の受光面の中央に配置しなければならないため、金属プレート全体を視野内に収めたＸ線画像上で拡大表示したい対象領域が変わるごとに、その拡大表示したい対象領域がＸ線照射軸の周辺に位置するように、被検体を移動させる、あるいは、Ｘ線管やＸ線検出器を移動させるなどの再ポジショニングが必要であった。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、拡大率を変更したＸ線画像の表示部への表示を容易に行うことが可能なＸ線透視撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、Ｘ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づいて、表示部にＸ線画像を表示する画像処理部と、を備えたＸ線透視撮影装置において、前記画像処理部は、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づくＸ線画像とともに、前記Ｘ線画像において指定された画像上の任意の領域を、前記表示部に拡大表示する指定領域拡大部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記画像処理部は、前記任意の領域の画像拡大率を変更する拡大率変更部を備える。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記画像処理部は、前記Ｘ線画像を等分に分割した小領域ごとに輝度を計測するとともに、前記小領域のうち輝度の変化量が大きな領域を特徴部分として少なくとも２箇所記憶し、被検体の移動に伴う当該特徴部分の移動量および移動方向を前記任意の領域に適用することにより、前記任意の領域を被検体の移動に追従させる領域画像追従部を備える。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、指定領域拡大部を備えることから、Ｘ線管、Ｘ線検出器および被検体との相対的な位置関係を変更する再ポジショニングを行うことなく、Ｘ線画像上の任意の領域の拡大率を変更したＸ線画像を、表示部に容易に表示させることが可能となる。また、指定領域拡大部は、Ｘ線検出器で検出されたＸ線に基づくＸ線画像とともに、Ｘ線画像において操作者により指定された画像上の任意の領域を表示部に拡大表示することから、透視をしながら手術を行う場合に、術者はＸ線照射領域分の広範囲なＸ線画像を表示させて治療範囲の全体像を確認しながら、処置部分の細部の状態を把握することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、拡大率変更部を備えることから、所望の拡大率での任意の領域の拡大表示を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、領域画像追従部を備えることから、被検体が移動した場合でも、任意の領域が拡大表示画面上で視野外となることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。
【図２】この発明に係るＸ線透視撮影装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】表示部１７に表示された表示画面を示す模式図である。
【図４】指定領域の移動動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。
【００１７】
このＸ線透視撮影装置は、Ｘ線を照射するＸ線管３９とコリメータとから成るＸ線照射部３１と、Ｘ線管３９から照射されてテーブル１９上に横たわった被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）３２と、これらのＸ線照射部３１およびフラットパネルディテクタ３２を支持するＣ型アーム３３と、このＣ型アーム３３をスライド可能に支持する支持部３４と、この支持部３４を旋回させる旋回部３５と、この旋回部３５を床面に対して立設した状態で支持する支持部３６とを備える。
【００１８】
Ｃ型アーム３３には、円弧状の案内部３７が形成されており、支持部３４は、この案内部３７と係合することにより、Ｃ型アーム３３をスライド可能に支持している。そして、Ｃ型アーム３３は、Ｘ線照射部３１とフラットパネルディテクタ３２とを、Ｘ線管３９の焦点からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線が、案内部３７を形成する円弧の直径と一致する状態で支持している。また、旋回部３５は、支持部３４をＣ型アーム３３等とともに、Ｘ線管３９の焦点からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線と直交する軸を中心に旋回させる。
【００１９】
このような構成を有するＸ線透視撮影装置においては、Ｃ型アーム３３をスライドおよび旋回させることにより、被検体に対して任意の方向から透視または撮影を実行することが可能となる。そして、被検体を通過しフラットパネルディテクタ３２で検出されたＸ線に基づくＸ線画像は、後述する表示部１７に表示される。
【００２０】
図２は、この発明に係るＸ線透視撮影装置の制御系を示すブロック図である。
【００２１】
このＸ線透視撮影装置は、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等を備え、装置全体を制御する制御部２０を備える。この制御部２０は、上述したフラットパネルディテクタ３２と接続されている。また、この制御部２０は、Ｘ線照射部３１におけるＸ線管３９に付与する管電圧および管電流を制御するためのＸ線管制御部３０と接続されている。さらに、この制御部２０は、Ｘ線画像を表示するための液晶表示パネル等から構成される表示部１７と、マウスやキーボード等の入力装置を備えた操作部１８とも接続されている。
【００２２】
この制御部２０は、フラットパネルディテクタ３２で検出されたＸ線に基づいて表示部１７にＸ線画像を表示する画像処理部２９を備える。この画像処理部２９は、機能的構成として、表示部１７に表示されたＸ線照射領域全域のＸ線画像中において、操作部１８からの入力により指定された任意の領域を拡大表示する指定領域拡大部２１と、表示部１７に拡大表示させるときの拡大率を変更する拡大率変更部２２と、指定された領域の画像を被検体の移動に追従させる領域画像追従部２３とを備える。
【００２３】
上述した構成を有するＸ線透視撮影装置により透視を実行しながら、骨折の治療においてプレート固定術と呼称される手術を行う場合を例に、表示部１７へのＸ線画像の表示を説明する。図３は、表示部１７に表示された表示画面を示す模式図である。
【００２４】
表示部１７の画面上には、Ｘ線の照射領域全域のＸ線画像を表示する全域表示ウィンドウ９１と、Ｘ線画像上の任意の領域を拡大して表示する拡大表示ウィンドウ９２とが設けられている。まず、所定のフレームレートで透視が開始されると、全域表示ウィンドウ９１に、被検体の骨折箇所Ｂを含む大腿骨のＸ線画像が表示される。なお、ここではプレート固定術により、金属プレートＭと複数のボルトＶ１〜Ｖ４で骨片を固定している様子を示している。次に、全域表示ウィンドウ９１に表示されているＸ線画像上で、術者が拡大表示させたい任意の領域を、操作者が操作部１８を操作して指定すると、指定領域拡大部２１の作用により指定領域９３の画像が拡大表示ウィンドウ９２に拡大表示される。すなわち、拡大表示ウィンドウ９２には、ボルトＶ１の骨１００への押し込み位置を拡大した画像が表示される。なお、ここでの術者は、手術を行う医師であり、操作者は、手術室において医師の指示に従って、Ｘ線透視撮影装置を操作する者である。
【００２５】
拡大表示ウィンドウ９２に表示される画像の拡大率は、指定領域９３のサイズと拡大表示ウィンドウ９２の表示サイズとの比により求められる縮尺比により変化する。すなわち、指定された領域のサイズが小さいほど拡大率は大きくなり、指定された領域のサイズが大きいほど拡大率は小さくなる。この実施形態では、拡大率変更部２２の作用により、指定領域９３のサイズの変更に応じて、拡大率を容易に変更することができる。なお、予め拡大率選択メニューを表示部１７の画面上に準備しておき、操作者により選択された拡大率に応じた指定領域サイズ枠を全域表示ウィンドウ９１内に表示させるようにしてもよい。
【００２６】
なお、この実施形態では、１つの表示部１７にＸ線の照射領域全域のＸ線画像と拡大画像とを表示するようにしているが、表示装置を複数設け、Ｘ線の照射領域全域のＸ線画像と拡大画像とを別々の表示装置に表示するようにしてもよい。また、この実施形態では、表示部１７とは別に操作部１８を設けているが、表示部１７および操作部１８に換えてタッチパネルを備えた表示装置を採用してもよい。
【００２７】
図４は、指定領域９３の移動動作を示す説明図である。
【００２８】
金属プレートＭと複数のボルトＶ１〜Ｖ４で骨片を固定する手術の場合、手術中に被検体が移動することがある。全域表示ウィンドウ９１に表示される広視野の画像では、被検体が移動しても、骨折箇所Ｂや金属プレートＭの固定位置等が視野外となることはない。しかしながら、拡大表示ウィンドウ９２に表示される狭視野の画像の場合、被検体のわずかな移動により術者が拡大して見たい部分が視野外となることがある。このため、この実施形態では、被検体の移動に伴って、制御部２０の画像処理部２９における領域画像追従部２３により、指定された任意の領域である指定領域９３を移動させる構成を採用している。そして、被検体の移動に指定領域９３を追従させるようにすることで、図３に示す拡大表示ウィンドウ９２には、常に術者が拡大して見たい部分の画像が視野外となることなく、表示されるようにしている。
【００２９】
このような追従動作は、以下の手順により行われる。透視により取得した任意のフレームのＸ線画像のサイズが、例えば、１０００ピクセル×１０００ピクセルの場合、１０−１００ピクセル四方程度の小領域に分割し、小領域ごとに輝度を計測する。そして、隣り合う小領域を比較し、測定された輝度の変化（輝度差）が一定幅以上の部分をエッジのある特徴部分として検出する。すなわち、骨１００の部分がある小領域はＸ線が十分に透過せず測定される輝度値は低いが、被検体を透過せず直接Ｘ線がフラットパネルディテクタ３２に入射している小領域では測定される輝度値が高い。したがって、隣り合う小領域間の輝度差が大きいと、そこに例えば骨１００とそれ以外の組織との境界（エッジ）があると言える。さらに、検出された特徴部分のうち、最も輝度差が大きかった２か所の位置（座標）を特徴部分Ｐ１、Ｐ２として記憶させておく（図３参照）。なお、隣り合う小領域間での輝度の変化の幅（輝度差の幅）は、透視撮影対象に応じて、操作部１８を介して随時変更される。
【００３０】
次に、透視により取得した任意のフレームの次のフレームについても、同様に特徴部分を検出する。そして、領域画像追従部２３は、連続する２フレーム間での特徴部分Ｐ１、Ｐ２の移動に基づいて被検体のＸ、Ｙ方向の移動量、回転角度を演算する。すなわち、前フレーム（図３の全域表示ウィンドウ９１の画像）上の特徴部分Ｐ１が次フレーム（図４の全域表示ウィンドウ９１の画像）の最寄の特徴部分Ｐ１´に移動したものとしてＸ、Ｙ方向の移動量を算出し、前フレーム上の特徴部分Ｐ２が次フレームの最寄の特徴部分Ｐ２´に移動したものとしてＸ、Ｙ方向の移動量を算出する。さらに、前フレーム上の特徴部分Ｐ１、Ｐ２を通る線分と次フレームの特徴部分Ｐ１´、Ｐ２´を通る線分との角度差から回転角度を算出する。しかる後、それらの結果を指定領域９３に適用する。これにより、拡大表示ウィンドウ９２には、被検体の移動に伴って指定領域９３をＸ、Ｙ方向、回転度分移動させた拡大画像が表示される。このように、特徴部分を少なくとも２箇所とすることにより、Ｘ、Ｙ方向の移動量、回転角度を求めることが可能となる。
【００３１】
以上のように、このＸ線透視撮影装置では、全域表示ウィンドウ９１での指定領域９３を、被検体の移動に従って移動させるため、拡大表示ウィンドウ９２では、常に拡大表示したい領域を表示させることが可能となる。
【００３２】
また、このＸ線透視撮影装置では、Ｘ線照射軸の周辺（全域表示ウィンドウ９１に表示された画像の中央部分）だけではなく、操作者が指定する任意の領域を拡大表示ウィンドウ９２に拡大表示させることができる。このため、上述した金属プレートＭと複数のボルトＶ１〜Ｖ４で骨片を固定する手術の場合に、Ｘ線照射部３１、フラットパネルディテクタ３２および被検体との相対的な位置関係を変更する再ポジショニングを行うことなく、ボルトＶ１〜Ｖ４のいずれかの周辺領域を操作者が指定領域９３として再指定して拡大表示させることで、術者は、大腿部における金属プレートＭ全体の固定状況を観察しながら、個々のボルトＶ１〜Ｖ４の固定状態を調整する手技をおこなうことが可能となる。
【００３３】
さらに、このＸ線透視撮影装置では、透視により取得したＸ線照射領域の全体の画像と、術者が拡大表示させたい任意の領域の画像の両方を表示できるように構成していることから、施術が必要な範囲の全体像と作業中の狭い領域での詳細画像との両方を得ることができ、術者の作業性が向上する。
【００３４】
なお、上述した実施形態においては、Ｘ線照射部３１およびフラットパネルディテクタ３２を支持するＣ型アーム３３を備えたＸ線透視撮影装置にこの発明を適用しているが、Ｘ線照射部３１を天井またはアームから垂下したＸ線透視撮影装置等、その他の構成を有するＸ線透視撮影装置にこの発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１７      表示部
１８      操作部
２０      制御部
２１      指定領域拡大部
２２      拡大率変更部
２３      領域画像追従部
３０      Ｘ線管制御部
３１      Ｘ線照射部
３２      フラットパネルディテクタ
３３      Ｃ型アーム
３９      Ｘ線管
９１      全域表示ウィンドウ
９２      拡大表示ウィンドウ
９３      指定領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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