(57)【要約】【課題】周期性ある被検体の動きの中で注目する特定の位相と放射線画像の撮像タイミングとを一致させる。【解決手段】周期性のある動きを伴う被検体の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部と、被検体の動きの中で、被検体を撮像すべき被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定部と、被検体の動きの位相が撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測部と、被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納部と、撮像条件格納部が格納している条件に基づいて、被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定部と、特定位相タイミング予測部が予測したタイミング、及び撮像タイミング決定部が決定したタイミングで、放射線画像撮像部に被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御部と、を備える放射線撮像システムを提供する。【選択図】図１
2008284017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期性のある動きを伴う被検体の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部と、
前記被検体の動きの中で、前記被検体を撮像すべき前記被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定部と、
前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測部と、
前記被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納部と、
前記撮像条件格納部が格納している条件に基づいて、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定部と、
前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミング、及び前記撮像タイミング決定部が決定したタイミングで、前記放射線画像撮像部に前記被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御部と、
を備える放射線撮像システム。
【請求項２】
前記撮像タイミング決定部は、決定しようとするタイミングと前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミングとの時間差が短いほど、前記被検体を撮像すべきタイミングの間隔を短くして、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項３】
前記撮像タイミング決定部は、前記特定位相タイミング予測部が予測した２つのタイミングの間を、前記放射線画像撮像部が連続して放射線画像を撮像できる撮像可能間隔で分割して、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項４】
前記撮像タイミング決定部は、前記特定位相タイミング予測部が予測した２つのタイミングの間隔が前記撮像可能間隔の整数倍でない場合、前記特定位相タイミング予測部が予測した２つのタイミングの中点近傍において前記被検体を撮像すべきタイミングの間隔を長くし、その他の前記被検体を撮像すべきタイミングの間隔を前記撮像可能間隔にする請求項３に記載の放射線撮像システム。
【請求項５】
前記撮像タイミング決定部は、決定した所定のタイミングと、前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミングとの間隔が、前記放射線画像撮像部が連続して放射線画像を撮像できる撮像可能間隔の２倍より短い場合に、前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミングを前記所定のタイミングの次に前記被検体を撮像すべきタイミングとする請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項６】
前記撮像タイミング決定部は、決定しようとするタイミングと前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミングとの時間差が、予め定められた時間差以下の場合に、前記被検体を撮像すべきタイミングを第１撮像間隔で決定し、前記予め定められた時間差より大きい場合に、前記被検体を撮像すべきタイミングを前記第１撮像間隔より長い第２撮像間隔で決定する請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項７】
前記撮像制御部は、前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミング以外のタイミングにおいて第１放射線量で前記放射線画像撮像部に放射線画像を撮像させ、前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミングにおいて前記第１放射線量より高線量の第２放射線量で前記放射線画像撮像部に放射線画像を撮像させる請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項８】
前記撮像制御部は、前記放射線画像撮像部に放射線画像を撮像させようとするタイミングと前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミングとの時間差が短いほど、より高線量で前記放射線画像撮像部に放射線画像を撮像させる請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項９】
前記特定位相タイミング予測部は、前記放射線画像撮像部が既に撮像した複数の放射線画像の画像内容に基づいて、前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項１０】
前記被検体の光画像を撮像する光画像撮像部、をさらに備え、
前記特定位相タイミング予測部は、前記光画像撮像部が既に撮像した複数の光画像の画像内容に基づいて、前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項１１】
周期性のある動きを伴う被検体の動きの中で、前記被検体を撮像すべき前記被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定段階と、
前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定段階において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測段階と、
前記被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納段階と、
前記撮像条件格納段階において格納している条件に基づいて、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定段階と、
前記特定位相タイミング予測段階において予測したタイミング、及び前記撮像タイミング決定段階において決定したタイミングで、前記被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御段階と、
を備える方法。
【請求項１２】
被検体の放射線画像を撮像する放射線撮像システム用のプログラムであって、前記放射線撮像システムを、
周期性のある動きを伴う前記被検体の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部、
前記被検体の動きの中で、前記被検体を撮像すべき前記被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定部、
前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測部、
前記被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納部、
前記撮像条件格納部が格納している条件に基づいて、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定部、並びに、
前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミング、及び前記撮像タイミング決定部が決定したタイミングで、前記放射線画像撮像部に前記被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御部、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像システム、方法およびプログラムに関する。特に、周期的な動きを伴う被検体の特定の位相に同期して放射線画像の撮像ができる放射線撮像システム、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において放射線撮像システムが活用されている。放射線撮像システムでは、たとえば心臓あるいは肺臓等周期的な動きを伴う被検体を、Ｘ線等の放射線で撮像して、動きを観察できる。これら放射線撮像システムは、被検体のリアルタイムな動きを観察できるので、観察者の正確な診断に資することができる。
【０００３】
たとえば特許文献１は、被検者の呼吸サイクルを検出する検出工程と、呼吸サイクルに応じてＸ線画像の撮影タイミングを自動制御する制御工程とを有するダイナミックＸ線画像撮影方法を開示する。また、たとえば特許文献２は、所定の範囲内で変化している対象物を低線量で所定の時間間隔で連続撮影した後、連続撮影画像から対象物の位相を検出して、検出された位相が所定の位相となったとき通常線量で撮影する放射線画像撮影装置を開示する。さらに、たとえば特許文献３は、被験者の心臓の拍動、呼吸による生態的な動き或いは透視画像を画像処理解析して得られる被験者の動きによって、連続的に取得された透視画像の保存におけるフレームレートを変更するＸ線撮影装置を開示する。
【特許文献１】特開２００３−２４５２７２号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２０８８号公報
【特許文献３】特開２００４−０７３４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
観察者が放射線撮像システムによる連続撮像画像を利用して診断を下そうとするとき、動きを伴う被検体の特定の位相に注目したい場合がある。たとえば心電図におけるＱＲＳ波のピーク点に注目して心臓の放射線画像を観察したい場合がある。このような場合、注目する特定の位相となるＱＲＳ波のピーク点と放射線画像の撮像タイミングとを一致させなければならない。また、正確な診断に資するためには、注目する特定の位相の近傍でより多くの放射線画像を提供することが好ましい。さらに、注目する特定の位相あるいはその近傍では鮮明な放射線画像を提供することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決することを目的として、本発明の一形態においては、周期性のある動きを伴う被検体の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部と、被検体の動きの中で、被検体を撮像すべき被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定部と、被検体の動きの位相が撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測部と、被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納部と、撮像条件格納部が格納している条件に基づいて、被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定部と、特定位相タイミング予測部が予測したタイミング、及び撮像タイミング決定部が決定したタイミングで、放射線画像撮像部に被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御部と、を備える放射線撮像システムを提供する。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【０００７】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、周期的な動きを伴う被検体の注目する特定の位相と放射線画像の撮像タイミングとを一致させることができる。また、注目する特定の位相の近傍でより多くの放射線画像を提供できる。さらに、注目する特定の位相あるいはその近傍で鮮明な放射線画像を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。ただし、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態の放射線撮像システム１００の一例を被検体３００と共に示す。放射線撮像システム１００は、放射線画像撮像部１１０と、撮像位相特定部１２０と、特定位相タイミング予測部１３０と、撮像条件格納部１４０と、撮像タイミング決定部１５０と、撮像制御部１６０と、被検体の動き検出部１７０と、画像処理部１８０と、光画像撮像部１９０と、画像表示部２００とを備える。
【００１０】
被検体３００は、周期性のある動きを伴う人体等の臓器又は部位であってよく、たとえば心臓、肺臓、血管等を例示できる。ただし、被検体３００は人体の臓器等に限られず、生物、無生物その他周期性のある動きを有するものであれば被検体３００に含まれる。なお、ここで「周期性のある動き」は、明確な周期を有する動きに加えて、多数回の周期動作のうち、少数回の動作で周期が欠落し又は周期が変動する動きを含む。たとえば、心拍動作又は呼吸動作は「周期性のある動き」として異論は無かろうが、厳密に検討すれば不整脈又はどうき若しくは息切れを生ずる場合もあり「周期の欠落」あるいは「周期の変動」を含む動きになる。しかし、本明細書における「周期性のある動き」にはこのような不整脈等の「周期の欠落」又は「周期の変動」を生ずる動きを含む。
【００１１】
放射線画像撮像部１１０は、被検体３００の放射線画像を撮像する。放射線画像撮像部１１０は、放射線源１１２と、放射線センサ１１４と、放射線源制御部１１６と、撮像信号処理部１１８とを有する。放射線画像撮像部１１０は、放射線源制御部１１６に制御された放射線源１１２から出射される放射線を被検体３００に曝射して、被検体３００を透過した放射線を放射線センサ１１４で検出する。放射線センサ１１４で検出した検出信号は、撮像信号処理部１１８で処理されて、たとえばデジタルデータとして画像処理部１８０等に提供される。
【００１２】
放射線源１１２は、Ｘ線等の放射線を発生する。放射線源１１２がＸ線源の場合、たとえば銅、タングステンまたはモリブデン等への電子線の照射によって発生する特性Ｘ線を利用することができる。あるいは電子の運動を制動電圧あるいは磁場によって急激に変化させることにより放射される放射光（Ｘ線）を利用することができる。なお、放射線源１１２はＸ線源に限られず、たとえばアルファ線、ベータ線、ガンマ線または中性子線その他の放射線を適用できる。
【００１３】
放射線センサ１１４は、被検体３００を透過した放射線を検知する。放射線センサ１１４として、たとえば放射線を吸収して可視光を発する蛍光体と当該可視光を検出するイメージセンサまたはラインセンサとの組み合わせを例示できる。放射線センサ１１４は、検出した放射線の強度に応じたアナログ信号を画素ごとに出力する。
【００１４】
放射線源制御部１１６は、撮像制御部１６０からの制御を受けて放射線源１１２を制御する。放射線源制御部１１６は、放射線源１１２がＸ線源の場合、供給する電子線の加速電圧、電子線密度（管電流）、電子制動電圧あるいは印加磁場の強度等を制御することによってＸ線量を制御する。なお、放射線源制御部１１６は、放射線源１１２の冷却装置あるいはフェイルセーフのインターロック等安全装置を備えてもよい。
【００１５】
撮像信号処理部１１８は、放射線センサ１１４からの画素ごとのアナログ出力をＡＤ変換して、たとえば１４ビットの輝度データに変換する。撮像信号処理部１１８は、画素ごとの前記輝度データを調整してコントラストがとれるようにガンマ変換してもよい。撮像信号処理部１１８は、前記輝度データを画像処理部１８０に提供する。
【００１６】
撮像位相特定部１２０は、被検体３００の動きの中で、被検体３００を撮像すべき被検体３００の動きの位相を特定する。被検体３００は周期性のある動きを有するから当該周期における位相を定義できる。たとえば心臓の動きである心拍動作においては心拍位相が、肺臓の動きである呼吸動作においては呼吸位相が定義できる。このような被検体３００の動きの位相において、撮像位相特定部１２０は、観察者が注目する位相つまり被検体３００の動きの位相における撮像すべき位相を特定する。
【００１７】
特定位相タイミング予測部１３０は、被検体３００の動きの位相が撮像位相特定部１２０で特定した位相となるタイミングを予測する。なお本明細書の以下の記述において「被検体３００の動きの位相が、撮像位相特定部１２０が特定した位相となるタイミング」を単に「特定位相タイミング」と称する。ただし、「特定位相タイミング」の文言には、現時点では既に到来した「撮像位相特定部１２０が特定した位相となったタイミング」を含める。すなわち現時点では未だ到来していない将来のタイミングと現時点では既に経過した過去のタイミングとの双方の概念を「特定位相タイミング」に含める。
【００１８】
特定位相タイミング予測部１３０は、被検体の動き検出部１７０で検出した被検体３００の動きから動きの周期を計算して、当該周期における位相基準を任意に定義して現時点の位相を判断する。周期及び現時点の位相が判明すれば、当該周期における（周期が維持されるとすれば当該周期以降の周期における）任意の位相は現時点からの時間差つまりタイミングとして算出できるから、特定位相タイミング予測部１３０は、周期及び現時点の位相から特定位相タイミングを予測する。
【００１９】
特定位相タイミング予測部１３０は、心電図等の心拍信号又は呼吸音等の呼吸信号から被検体３００の動きを検出して、特定位相タイミングを予測できる。また、特定位相タイミング予測部１３０は、放射線画像撮像部１１０が既に撮像した複数の放射線画像の画像内容、たとえば心臓あるいは肺臓の大きさを示す画像内容に基づいて、特定位相タイミングを予測できる。さらに、特定位相タイミング予測部１３０は、光画像撮像部１９０が既に撮像した複数の光画像の画像内容に基づいて、特定位相タイミングを予測できる。
【００２０】
撮像条件格納部１４０は、被検体３００を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する。なお本明細書の以下の記述において「被検体３００を撮像すべきタイミング」を単に「撮像タイミング」と称する。「撮像タイミング」の概念には「特定位相タイミング」の概念を含み得る。
【００２１】
撮像タイミング決定部１５０は、撮像条件格納部１４０が格納している条件に基づいて、被検体３００を撮像すべきタイミングすなわち撮像タイミングを決定する。撮像条件格納部１４０が格納する条件として以下のような条件を例示でき、このような条件に基づき決定される撮像タイミングは以下のようになる。
【００２２】
たとえば撮像条件格納部１４０が格納する条件として、定めようとする撮像タイミングが特定位相タイミングに近いほど、短い時間の撮像間隔で撮像タイミングを定める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部１５０により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングに近いものほど撮像間隔が短くなる。
【００２３】
たとえば撮像条件格納部１４０が格納する条件として、２つの特定位相タイミング間の撮像タイミングを、連続して撮像可能な時間間隔（以下単に「連続撮像可能間隔」という）で定める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部１５０により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングの間においても最も短い撮像間隔になる。
【００２４】
たとえば撮像条件格納部１４０が格納する条件として、２つの特定位相タイミング間の撮像タイミングを連続撮像可能間隔で定めた場合に、連続撮像可能間隔より短い余り時間が生じたときには、２つの特定位相タイミングの中間近傍の撮像間隔に当該余り時間を含める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部１５０により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングの間においても中間近傍の撮像間隔を除き最も短い撮像間隔になると共に、確実に特定位相タイミングにおいて撮像を可能にする。
【００２５】
たとえば撮像条件格納部１４０が格納する条件として、決定した撮像タイミングと特定位相タイミングとの時間差が連続撮像可能間隔の２倍に満たないとき、次の撮像タイミングを特定位相タイミングとする条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部１５０により決定される撮像タイミングとして、確実に特定位相タイミングに一致するタイミングを決定できる。
【００２６】
たとえば撮像条件格納部１４０が格納する条件として、定めようとする撮像タイミングと特定位相タイミングとの時間差が、予め定めた時間差以下の場合に第１撮像間隔で撮像タイミングを定め、予め定めた時間差より大きい場合に第１撮像間隔より長い第２撮像間隔で撮像タイミングを定める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部１５０により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングに近い時間領域（予め定めた時間差以下の時間領域）において短い撮像間隔になり、特定位相タイミングから離れた時間領域（予め定めた時間差より大きい時間領域）において長い撮像間隔になる。
【００２７】
撮像制御部１６０は、特定位相タイミング予測部１３０が予測したタイミングすなわち特定位相タイミング、及び、撮像タイミング決定部１５０が決定した撮像タイミングすなわち撮像タイミングで、放射線画像撮像部１１０に被検体３００の放射線画像を撮像させる。すなわち、撮像制御部１６０は、観察者が注目する特定位相タイミングでの撮像を確実にすると共に、特定位相タイミング以外の撮像タイミングにおいても、撮像タイミングを撮像タイミング決定部１５０で適切に決定して、放射線画像を撮像する。
【００２８】
また撮像制御部１６０は、特定位相タイミング以外のタイミングにおいて第１放射線量で放射線画像撮像部１１０に放射線画像を撮像させ、特定位相タイミングにおいて第１放射線量より高線量の第２放射線量で放射線画像撮像部１１０に放射線画像を撮像させる。あるいは、撮像制御部１６０は、放射線画像撮像部１１０に放射線画像を撮像させようとするタイミングと特定位相タイミングとの時間差が短いほど、より高線量で放射線画像撮像部１１０に放射線画像を撮像させる。これにより特定位相タイミング又はその近傍のタイミングにおける放射線画像を鮮明にすることができる。
【００２９】
被検体の動き検出部１７０は、被検体３００の動きを検出する。被検体３００の動きは各種の測定によって検知できる。たとえば心臓の動きは心電図等の心拍信号から検知でき、肺臓の動きは呼吸音等の呼気信号から検知できる。また、被検体３００の動きは放射線画像から得ることもでき、被検体３００の動きが外観に現れる場合には可視光画像から得ることもできる。
【００３０】
被検体の動き検出部１７０が、放射線画像又は可視光画像等画像のデータから被検体３００の動きを得る場合には、一定の時間間隔又は既知の時間間隔で被検体３００を撮像した複数の撮像画像を画像解析して、被検体３００の動きを数値化できる。たとえば撮像時間が既知の連続した複数の撮像画像において、基準点又は基準点からの相対位置が既知の着目点を定め、各画像における基準点又は着目点の時間に対する変動を数値化する。数値化した基準点又は着目点の時間に対する変動は、被検体３００の周期性のある動きとして把握できる。
【００３１】
被検体の動き検出部１７０が検出した被検体３００の動きは、信号又はデータとして特定位相タイミング予測部１３０に提供でき、特定位相タイミング予測部１３０は被検体の動き検出部１７０で検出した動きから特定位相タイミングを予測できる。すなわち、特定位相タイミング予測部１３０は、心電図等の心拍信号、呼吸音等の呼吸信号等から特定位相タイミングを予測できる。
【００３２】
なお、被検体の動き検出部１７０として例示した被検体３００の動きの検出方法は、これを組み合わせて被検体の動き検出部１７０としてもよい。たとえば複数の放射線画像を画像解析して被検体３００の動きを検出する方法と、複数の光画像を画像解析して被検体３００の動きを検出する方法とを組み合わせてもよい。心臓あるいは肺臓を被検体３００とする場合、心臓等の拡大又は縮小に従って基準点がずれる場合ある。このような場合、放射線画像によって被検体３００の動きを直接検出すると共に、光画像によって基準点のずれを補正することができる。
【００３３】
画像処理部１８０は、撮像信号処理部１１８から取得した撮像データを処理する。たとえば画像処理部１８０は、複数の画像データを解析して被検体３００の動きを信号化でき、信号化した動きのデータを特定位相タイミング予測部１３０に提供できる。光画像撮像部１９０は、被検体３００の動きを光画像として撮像する。また光画像撮像部１９０は、被検体３００の動きを撮像した複数の光画像を解析して被検体３００の動きを信号化でき、信号化した動きのデータを特定位相タイミング予測部１３０に提供できる。画像表示部２００は、画像処理部１８０が処理した放射線画像を表示する。
【００３４】
図２は、被検体３００の一例である心臓の動きを表す心拍信号を２周期について示す。心拍信号は心電図として取得することができ、特徴的な信号ピークがｔ１〜ｔ６に現れている。ｔ１及びｔ４にピークを有するＰ波は心房筋の興奮に起因しており、ｔ２及びｔ５にピークを有するＱＲＳ波は心室筋の興奮に起因する。ｔ３及びｔ６にピークを有するＴ波は心室筋興奮の消褪に起因する。
【００３５】
図３は、被検体３００の一例である肺臓の動きを表す呼吸信号を複数周期について示す。ｔ１０、ｔ１２、ｔ１４及びｔ１６に縮小時のピークが、ｔ１１、ｔ１３及びｔ１５に拡張時のピークが現れている。
【００３６】
これら周期性を有する被検体３００の動きを表す各信号において周期を判断することは容易にできる。たとえば図２においてはｔ１〜ｔ４の区間が１周期であり、図３においてはｔ１０〜ｔ１２の区間が１周期になる。被検体３００の各動作は１周期内に現れるから、観察者は１周期内の位相を指定して、観察したい放射線画像を指定できる。たとえば、心室筋の興奮に注目するなら、図２のｔ２に相当する位相を指定する。これら指定された位相は撮像位相特定部１２０によって特定され、たとえば撮像位相特定部１２０は観察者からの位相の入力を受け付けて、撮像すべき被検体３００の動きの位相を特定する。
【００３７】
図４は、本実施形態の放射線撮像システム１００における全体フローを示す。まず、撮像位相特定部１２０によって撮像位相を特定する（Ｓ４００）。特定される位相はたとえば観察者によって撮像位相特定部１２０に入力された位相であり、観察者が注目している被検体３００の動きの位相になる。
【００３８】
次に、被検体の動き検出部１７０によって被検体の動きを検出する（Ｓ４０２）。その後、特定位相タイミング予測部１３０によって特定位相タイミングを予測する（Ｓ４０４）。次に、撮像タイミング決定部１５０によって撮像タイミングを決定し（Ｓ４０６）、撮像タイミング毎の撮像時の放射線量を決定する（Ｓ４０８）。撮像タイミングの決定は、撮影の度に直近の撮像タイミングを決定する逐次決定の方式と、たとえば１周期内のすべての撮影タイミング等複数の撮影タイミングを予め決定しておく複数予定の方式とが選択できる。
【００３９】
次に、撮像制御部１６０に、決定した撮像タイミングおよび放射線量で放射線画像を撮像させる（Ｓ４１０）。決定済の撮像タイミングすなわち複数予定の方式で決定された複数の撮像タイミングがある場合にはすべての撮像タイミングでの撮像が終了したかを判断する（Ｓ４１２）。未撮像の予定撮像タイミングが存在する場合にはステップＳ４１０に戻って撮像を繰り返して、すべての予定撮像タイミングでの撮像が終了したと判断した場合には、撮像終了信号を受信したかを判断する（Ｓ４１４）。撮像終了信号は、撮像を終了する場合に観察者が入力する信号であってよい。撮像終了信号を受信している場合には撮像を終了する。
【００４０】
ステップＳ４１４において、撮像終了信号を未だ受信していないと判断した場合には、特定位相タイミングを再予測するかを判断する（Ｓ４１６）。たとえば特定位相タイミングを予測した後に１周期以上経過した場合、被検体３００の動きの周期が変動している可能性がある。このような場合、特定位相タイミングを再予測することを選択できる。特定位相タイミングを再予測する場合はステップＳ４０２に戻り、特定位相タイミングを再予測しない場合はステップＳ４０６に戻って処理を継続する。
【００４１】
図５は、撮像タイミングの決定フローの一例を示す。まず、隣接する２つの特定位相タイミングを抽出する（Ｓ５０２）。次に、撮像タイミングの決定モードを選択する（Ｓ５０４）。撮像タイミングの決定モードとして、ここでは２種類のモードを例示する。これらモードはたとえば撮像条件格納部１４０に格納された条件に対応する。
【００４２】
２つのモードのうちステップＳ５０６に進むモードを選択した場合、２つの特定位相タイミングの間を連続撮像可能間隔で分割する（Ｓ５０６）。次に、連続撮像可能間隔に満たない余りの区間があるかを判断し（Ｓ５０８）、余りの区間があると判断した場合は、２つの特定位相タイミングの中間点を含む区間に余りの区間を付加し（Ｓ５１０）、ステップＳ５１２に進む。余りの区間が無いと判断した場合はステップＳ５１０を経ることなくステップＳ５１２に進む。ステップＳ５１２では、各区間の境界を撮像タイミングとして決定し（Ｓ５１２）、全体フローに戻る。
【００４３】
２つのモードのうちステップＳ５１４に進むモードを選択した場合、２つの特定位相タイミングの間を複数の区間に分割する（Ｓ５１４）。次に、分割した各区間に、特定位相タイミングまでの時間差が短いほど短い撮像間隔を割り当てる（Ｓ５１６）。そして特定位相タイミングから出発して、当該タイミングを含む区間に割り当てられた撮像間隔に従って隣接する撮像タイミングを順次決定する（Ｓ５１８）。その後全体フローに戻る。
【００４４】
図６は、放射線量の決定フローの一例を示す。まず、放射線量の決定モードを選択する（Ｓ５２０）。２つのモードのうちステップＳ５２２に進むモードを選択した場合、決定対象の撮像タイミングは特定位相タイミングかを判断する（Ｓ５２２）。特定位相タイミングであると判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を高線量に設定する（Ｓ５２４）。特定位相タイミングではないと判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を低線量に設定する（Ｓ５２６）。
【００４５】
２つのモードのうちステップＳ５２８に進むモードを選択した場合、決定対象の撮像タイミングと特定位相タイミングとの時間差は所定値より短いかを判断する（Ｓ５２８）。所定値より短いと判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を高線量に設定する（Ｓ５２４）。所定値より短くはないと判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を低線量に設定する（Ｓ５２６）。線量の設定の後、全体フローに戻る。
【００４６】
図７は、撮像タイミングの一例を示す。本例は、図５のステップＳ５０４において、２つのモードのうちステップＳ５１４に進むモードを選択した場合に決定される撮像タイミングの例を示す。
【００４７】
２つの特定位相タイミングＳ１、Ｓ２の間を区間Ｒ１〜Ｒ５に分割して、特定位相タイミングＳ１、Ｓ２に近いほど短い撮像間隔を割り当てている。すなわち、区間Ｒ１、Ｒ５では撮像間隔ｔａを割り当て、区間Ｒ２、Ｒ４では撮像間隔ｔｂを割り当て、区間Ｒ３では撮像間隔ｔｃを割り当てる。各撮像間隔の関係はｔａが最も短く、ｔｃが最も長く、ｔｂはそれらの中間の長さであってよい。撮像間隔ｔａは連続撮像可能間隔ｔｆｍと同じか長くなる。
【００４８】
このような各区間に割り当てた撮像間隔に従って撮像タイミングを決定すると、区間Ｒ１、Ｒ５における撮像間隔は短く、区間Ｒ２、Ｒ４における撮像間隔は中間の長さで、区間Ｒ３における撮像間隔は長く決定される。結果として、図示するように特定位相タイミングＳ１、Ｓ２の近くでは撮像タイミング間の撮像間隔は短く、特定位相タイミングＳ１、Ｓ２から離れるに従って撮像タイミング間の撮像間隔が長くなる。このように撮像タイミングを決定することにより、特定位相タイミングＳ１、Ｓ２及びその近傍では高いフレームレートで撮像が行われ、観察者が注目する被検体３００の動きを詳細に画像表示することができる。
【００４９】
図８は、撮像タイミングの他の例を示す。本例は、図５のステップＳ５０４において、２つのモードのうちステップＳ５０６に進むモードを選択した場合に決定される撮像タイミングの例を示す。２つの特定位相タイミングＳ１、Ｓ２の間が撮像間隔ｔａ（連続撮像可能間隔ｔｆｍ）で分割されており、特定位相タイミングＳ１、Ｓ２の中間点を含む撮像間隔ｔｂには、区分して割り切れなかった余りの時間が付加されている。つまり撮像間隔ｔｂは撮像間隔ｔａより長く、特定位相タイミングＳ１、Ｓ２の中間点に位置する。
【００５０】
このようにして撮像タイミングを決定すると、特定位相タイミングＳ１、Ｓ２において確実に撮像が行われるようになる。よって、特定位相タイミングＳ１、Ｓ２及びその近傍では高いフレームレートで撮像が行われ、観察者が注目する被検体３００の動きを詳細に画像表示することができる。
【００５１】
図９は、撮像タイミングの決定フローの他例を示す。本例では、撮像毎に撮像タイミングを逐次決定する例を示す。まず、従前の撮像間隔で次に決定しようとする撮像タイミングを仮決定する（Ｓ５３０）。次に、仮決定した撮像タイミングと特定位相タイミングとの間隔は所定の時間差以下であるかを判断する（Ｓ５３２）。所定の時間差以下であると判断した場合、撮像間隔として短間隔を割り当て（Ｓ５３４）、所定の時間差以下でないと判断した場合、撮像間隔として長間隔を割り当てる（Ｓ５３６）。
【００５２】
次に、割り当てられた撮像間隔に従って次の撮像タイミングを決定する（Ｓ５３８）。さらに、決定した撮像タイミングと特定位相タイミングとの間隔は連続撮像可能間隔の２倍より短いかを判断する（Ｓ５４０）。連続撮像可能間隔の２倍より短いと判断した場合、決定した撮像タイミングの次の撮像タイミングを特定位相タイミングとし（Ｓ５４２）、連続撮像可能間隔の２倍より短くはないと判断した場合、ステップＳ５４２を経ることなく全体フローに戻る。
【００５３】
図１０は、撮像タイミングの例を示す。本例は、図９に示す撮像タイミングの決定フローに従って決定される撮像タイミングの例を示す。特定位相タイミングＳから所定時間ｔｔｈ以上離れた時間領域では、撮像タイミング間の撮像間隔はｔｃであり長くなっている。
【００５４】
一方、特定位相タイミングＳからの時間が所定時間ｔｔｈより小さい時間領域では、撮像タイミング間の撮像間隔はｔａであり短くなっている。そして、特定位相タイミングＳの直前の撮像タイミングにおいては特定位相タイミングＳとの撮像間隔はｔｂになっている。撮像間隔ｔｂは、撮像間隔はｔａの２倍より短く、撮像タイミングを逐次決定する場合の特定位相タイミングＳでの撮像を担保している。
【００５５】
このようにして撮像タイミングを決定すると、特定位相タイミングＳにおいて確実に撮像が行われるようになる。よって、観察者が注目する特定位相タイミングＳで撮像が行われ、観察者が注目する被検体３００の特定位相タイミングＳにおける状態を画像表示することができる。
【００５６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。たとえば、上記実施形態で説明した放射線撮像システムは、パーソナルコンピュータまたはネットワーク接続されたサーバ等の電子情報処理装置によって構成することもできる。
【００５７】
図１１は、本願の放射線撮像システムをパーソナルコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。放射線撮像システムは、ＣＰＵ周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ１５８２により相互に接続されるＣＰＵ１５０５、ＲＡＭ１５２０、グラフィック・コントローラ１５７５、及び表示装置１５８０を有する。入出力部は、入出力コントローラ１５８４によりホスト・コントローラ１５８２に接続される通信インターフェイス１５３０、ハードディスクドライブ１５４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ１５８４に接続されるＲＯＭ１５１０、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、及び入出力チップ１５７０を有する。
【００５８】
ホスト・コントローラ１５８２は、ＲＡＭ１５２０と、高い転送レートでＲＡＭ１５２０をアクセスするＣＰＵ１５０５、及びグラフィック・コントローラ１５７５とを接続する。ＣＰＵ１５０５は、ＲＯＭ１５１０、及びＲＡＭ１５２０に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等がＲＡＭ１５２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置１５８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００５９】
入出力コントローラ１５８４は、ホスト・コントローラ１５８２と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ１５４０、通信インターフェイス１５３０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を接続する。ハードディスクドライブ１５４０は、ＣＰＵ１５０５が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス１５３０は、ネットワーク通信装置１５９８に接続してプログラムまたはデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０、及び通信インターフェイス１５３０に提供する。
【００６０】
入出力コントローラ１５８４には、ＲＯＭ１５１０と、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、及び入出力チップ１５７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１５１０は、放射線撮像システムが起動時に実行するブート・プログラム、あるいは放射線撮像システムのハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ１５５０は、フレキシブルディスク１５９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０、及び通信インターフェイス１５３０に提供する。入出力チップ１５７０は、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【００６１】
ＣＰＵ１５０５が実行するプログラムは、フレキシブルディスク１５９０、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ１５４０にインストールされ、ＲＡＭ１５２０に読み出されてＣＰＵ１５０５により実行される。ＣＰＵ１５０５により実行されるプログラムは、図１および図２に関連して説明した、撮像制御部１６０として機能させる。
【００６２】
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク１５９０、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５の他に、ＤＶＤまたはＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして放射線撮像システムを提供してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本願発明は、放射線撮像システムで利用可能な撮像タイミングの決定技術に関する。よって本願発明は、放射線撮像システムに関連する産業および当該技術を利用する産業において利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施形態の放射線撮像システム１００の一例を被検体３００と共に示す。
【図２】被検体３００の一例である心臓の動きを表す心拍信号を２周期について示す。
【図３】被検体３００の一例である肺臓の動きを表す呼吸信号を複数周期について示す。
【図４】本実施形態の放射線撮像システム１００における全体フローを示す。
【図５】撮像タイミングの決定フローの一例を示す。
【図６】放射線量の決定フローの一例を示す。
【図７】撮像タイミングの一例を示す。
【図８】撮像タイミングの他の例を示す。
【図９】撮像タイミングの決定フローの他例を示す。
【図１０】撮像タイミングの例を示す。
【図１１】本願の放射線撮像システムをパーソナルコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。
【符号の説明】
【００６５】
１００  放射線撮像システム
１１０  放射線画像撮像部
１１２  放射線源
１１４  放射線センサ
１１６  放射線源制御部
１１８  撮像信号処理部
１２０  撮像位相特定部
１３０  特定位相タイミング予測部
１４０  撮像条件格納部
１５０  撮像タイミング決定部
１６０  撮像制御部
１７０  動き検出部
１８０  画像処理部
１９０  光画像撮像部
２００  画像表示部
３００  被検体
１５０５  ＣＰＵ
１５１０  ＲＯＭ
１５２０  ＲＡＭ
１５３０  通信インターフェイス
１５４０  ハードディスクドライブ
１５５０  フレキシブルディスク・ドライブ
１５６０  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１５７０  入出力チップ
１５７５  グラフィック・コントローラ
１５８０  表示装置
１５８２  ホスト・コントローラ
１５８４  入出力コントローラ
１５９０  フレキシブルディスク
１５９５  ＣＤ−ＲＯＭ
１５９８  ネットワーク通信装置
【図１】
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【図２】
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【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】
2008284017.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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