(57)【要約】【課題】撮影された画像と被験者の実際の位置関係を把握するのが容易であり、作業効率の向上を実現したＸ線画像撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線発生手段１４により発せられたＸ線を被写体１３に照射し、被写体１３を透過したＸ線分布をセンサで検出する。二次元に複数の検出素子を配置された検出面を有するＸ線検出手段と、画像を表示する画像表示手段と、被験者のＸ線照射方向の位置を拘束する拘束手段とを有する。画像表示手段１５を被験者１３の拘束手段と逆側の体表近傍に配置する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生手段により発せられたＸ線を被写体に照射し、前記被写体を透過したＸ線分布をセンサで検出するＸ線画像撮影装置であって、
二次元に複数の検出素子を配置された検出面を有するＸ線検出手段と、画像を表示する画像表示手段と、被験者のＸ線照射方向の位置を拘束する拘束手段とを有し、前記画像表示手段を前記被験者の前記拘束手段と逆側の体表近傍に配置したことを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】
Ｘ線発生手段により発せられたＸ線を被写体に照射し、前記被写体を透過したＸ線分布をセンサで検出するＸ線画像撮影装置であって、
二次元に複数の検出素子を配置された検出面を有するＸ線検出手段と、画像を表示する画像表示手段とを有し、前記画像検出手段を被験者の前記Ｘ線発生手段と逆側に配置し、前記画像表示手段を前記被験者のＸ線発生手段側に配置したことを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項３】
前記画像表示手段は、可撓性の材質を用いたものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項４】
前記画像表示手段は、電子ペーパーを用いたものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項５】
前記画像表示手段にＸ線遮蔽を行うマーカを設けたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項６】
前記Ｘ線発生手段、画像表示手段、被写体、Ｘ線検出手段のいずれかの相対距離を入力／検出する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項７】
前記Ｘ線検出手段の検出画像の拡大率を算出する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項８】
前記入力／検出された相対距離情報から前記画像表示手段に表示する画像を拡大、縮小する機能を有することを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線画像撮影装置、特にその画像表示部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、Ｘ線撮影として最も一般的な撮影方法はフィルム／スクリーン法であり、これは感光性フィルムとＸ線に対して感度を有している蛍光体を組み合わせて撮影する方法である。Ｘ線を照射すると発光する希土類から成る蛍光体を、感光性フィルムの両面に密着させて保持し、被写体を透過したＸ線を蛍光体で可視光に変換して感光性フィルムにより光を捉える。そして、この感光性フィルムに形成された潜像を化学処理で現像することにより像を可視化する。
【０００３】
第２の撮影方法として、コンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）法と呼ばれる方法も実用化されている。この方法は放射線の透過画像を蛍光体中に一旦、潜像として蓄積し、後に励起光を照射することにより潜像を読み出す方式である。例えば、或る種の蛍光体にＸ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等の放射線を照射すると、この放射線のエネルギの一部が蛍光体中に蓄積される。また、この蛍光体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギに応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られている。
【０００４】
このような性質を示す蛍光体は、蓄積性蛍光体とか輝尽性蛍光体と呼ばれている。この蓄積性蛍光体を利用することにより、人体等の被写体の放射線画像情報を蓄積性蛍光体シートに一旦記録し、その後にこの蓄積性蛍光体シートをレーザー光等の励起光を用いて走査することにより輝尽発光光を生じさせる。そして、得られた輝尽発光光を光電的に読み取ることにより画像信号を取得し、この画像信号に基づいて写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画像を可視像として出力させる放射線画像情報記録再生システムが、提案されている（例えば、特許文献１あるいは特許文献２参照）。
【０００５】
また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、第３の撮影方法として半導体センサを使用して同様にＸ線画像を撮影する装置が開発されている。この種のシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較して、極めて広範囲な放射線露出域の画像を記録できるという利点を有している。即ち、広範囲のダイナミックレンジのＸ線を光電変換手段により読み取って電気信号に変換した後に、この電気信号を用いて写真感光材料等の記録材料やＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を可視像として出力させることにより、放射線の露光量の変動に影響され難い、放射線画像を得ることができる。
【０００６】
図５は、上述した平面センサを用いたＸ線画像撮影システムの概略図を示しており、Ｘ線画像撮影装置１には、複数の光電変換素子を二次元状に配置した検出面を有するＸ線検出センサ２が内蔵されており、Ｘ線発生部３から出射されたＸ線が被写体Ｓに照射され、被写体Ｓを透過したＸ線はＸ線検出センサ２により検出される。このＸ線検出センサ２から出力された画像信号は、制御部４内の図示しない画像処理手段においてデジタル画像処理され、モニタ５上に被写体ＳのＸ線画像として表示される。モニタ５は画像を表示するとともに、画面上に接触式センサを有し、Ｘ線画像システムの操作を行なう操作部の機能も有している。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５５−１２４２９号公報
【特許文献２】
特開昭５６−１１３９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す従来のＸ線画像撮影システムは、主に一般撮影室での使用を前提にしたシステムで、Ｘ線画像撮影装置１は撮影室内に配置され、制御部４とモニタ５は撮影室の隣の操作室に設置されることが通例である。それぞれの部分は有線で結合され制御部４およびモニタ５は据え置き型であり、固定されて移動できない。一方、平面センサを用いたＸ線画像撮影システムは、従来のフィルムを用いたシステムと異なり、取得した画像を撮影後即時に表示可能であり、その特性を利用して、救急治療室、手術室、集中治療室などで撮影することが想定される。ところが、従来例のような、据え置き型で固定されている表示部、操作部では機動性に欠け、前述の用途に好適なシステムとはいえない。
【０００９】
特に、表示装置が患者から離れた操作室内に据え置きされているため、撮影後即座に画像表示がなされてもいったん被験者から離れて画像を確認し、また被験者のそばに戻り治療を続けなければならず緊急の場合に非常に効率が悪い。また被験者の近傍に表示装置を設置しても、従来のＣＲＴなどの画像表示装置では、表示された画像と、被験者の間に物理的にある程度の距離が必要になり画像上の関心領域と、実際の被験者の該当部分を対応させるのが困難であった。つまり、患部と損傷してはいけない部分の位置関係や、カテーテルの位置など、画像からの情報を被験者に対応させ、治療等に役立てるには熟練した医師の空間把握能力に頼らざるを得ない。
【００１０】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、撮影された画像と被験者の実際の位置関係を把握するのが容易であり、作業効率の向上を実現したＸ線画像撮影装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線画像撮影装置は、Ｘ線発生手段により発せられたＸ線を被写体に照射し、前記被写体を透過したＸ線分布をセンサで検出するＸ線画像撮影装置であって、二次元に複数の検出素子を配置された検出面を有するＸ線検出手段と、画像を表示する画像表示手段と、被験者のＸ線照射方向の位置を拘束する拘束手段とを有し、前記画像表示手段を前記被験者の前記拘束手段と逆側の体表近傍に配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のＸ線画像撮影装置は、Ｘ線発生手段により発せられたＸ線を被写体に照射し、前記被写体を透過したＸ線分布をセンサで検出するＸ線画像撮影装置であって、二次元に複数の検出素子を配置された検出面を有するＸ線検出手段と、画像を表示する画像表示手段とを有し、前記画像検出手段を被験者の前記Ｘ線発生手段と逆側に配置し、前記画像表示手段を前記被験者のＸ線発生手段側に配置したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のＸ線画像撮影装置において、前記画像表示手段は、可撓性の材質を用いたものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【００１４】
また、本発明のＸ線画像撮影装置において、前記画像表示手段は、電子ペーパーを用いたものであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のＸ線画像撮影装置において、前記画像表示手段にＸ線遮蔽を行うマーカを設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のＸ線画像撮影装置において、前記Ｘ線発生手段、画像表示手段、被写体、Ｘ線検出手段のいずれかの相対距離を入力／検出する手段を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のＸ線画像撮影装置において、前記Ｘ線検出手段の検出画像の拡大率を算出する手段を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のＸ線画像撮影装置において、前記入力／検出された相対距離情報から前記画像表示手段に表示する画像を拡大、縮小する機能を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４に図示した本発明の実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態におけるシステム概略構成を説明する斜視図である。図１において、１１はＸ線撮影装置、１２は被験者を載置する撮影台、１３は被験者、１４はＸ線を発生させるＸ線管球、１５は例えばプラスチックトランジスタなどのＸ線透過率の高い物質で作られた画像表示装置であり、被験者の体表面に隣接して固定されている。画像表示装置１５の表面は同じくＸ線透過率の高い物質で作られた２次元的に配列された感圧式スイッチを有し、Ｘ線撮影装置１１の各種設定を行う操作部としての機能も併せ持つ。
【００２０】
Ｘ線管球１４から照射されたＸ線は、表示装置１５および被験者１３を透過して、Ｘ線撮影装置１１の内部にある図示しないＸ線検出手段に至る。制御部はＸ線撮影装置１１で検出された画像信号を処理し、取得した画像を画像表示装置１５に表示することができる。画像表示装置１５に設けられたタッチセンサを用いて、Ｘ線撮影装置１１をオペレーションするための各種のコマンドを入力することができる。このような構成とすることで被験者の透過画像が、被験者の体表面近傍に表示されるので、画像と被験者の関心領域の対応を容易に理解することができる。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施形態における概略構成を説明する被験者１３の体軸方向から見た側面図である。図１と同一の記号は同一の部材を示す。図２を用いて、第１の実施形態の構成および動作をさらに詳しく説明する。Ｘ線撮影装置１１は可搬型の筐体を有し、Ｘ線検出手段１１ａ、図示しない信号処理手段を内蔵している。Ｘ線検出手段１１ａは、複数の光電変換素子を二次元状に配置した検出面を有するＸ線検出センサが内蔵されたものである。Ｘ線管球１４から出射されたＸ線が被験者１３に照射され、被写体を透過したＸ線はＸ線検出手段１１ａにより検出される。
【００２２】
Ｘ線検出手段１１ａから出力された信号は、図示しない信号処理手段においてＡ／Ｄ変換や各種の補正処理などが行われ、デジタル画像データとなって制御部に転送される。この制御部は制御手段、記憶装置、画像処理部、通信手段および電源等を内蔵する。Ｘ線撮影装置１１から送られてきた画像データは、制御部の画像処理手段により、階調特性の変更や各種強調処理などの画像処理をし、画像表示装置１５に表示することができる。
【００２３】
１７は画像表示装置１５を保持する支持機構であり、被験者１３の体格に合わせて、画像表示装置１５をＸ線入射方向に対して移動させることができる。支持機構１７は移動距離の検出機能を有し、Ｘ線検出手段１１ａと画像表示装置１５の距離を計測することができる。
【００２４】
また、画像データは制御部の記憶装置に所定枚数蓄えることができる。また、制御部の通信手段により、病院内の画像ネットワークを通じ、画像データベースに転送することができる。これらの一連の作業、すなわち表示、画像処理、記録等と、Ｘ線撮影装置１１のオペレーションは、画像表示装置１５に内蔵された前記操作部から各種コマンドを入力することで行う。操作部はＸ線透過性および光透過性のタッチセンサで構成され、画像表示装置１５の上に配置されている。オペレーション時は画像表示装置１５に各種グラフィックユーザインターフェースが表示され、所望の位置を操作者が押下すると、前述のタッチセンサが反応し、コマンドを入力することができる。
【００２５】
次に図２を用いて、取得した画像と表示する画像の拡大率、縮小率に関して説明する。図２のＡ点は、Ｘ線管球１４のなかのＸ線が発生する焦点である。焦点から発生したＸ線は、Ｘ線管球１４に内蔵された絞り装置により、有限の照射範囲１６となり被験者１３に照射される。１５ａは画像表示装置１５の表面に設けられた、例えば鉛などのＸ線透過率の低い物質で作られたマーカである。マーカ１５ａは診断に支障をきたさない画像の隅部に設けられている。
【００２６】
Ｌ１はマーカ１５ａの間隔である。マーカ１５ａによってＸ線が遮断された部分は、焦点Ａからの距離によって変化する。焦点から画像表示装置１５までの距離をＬ４、被験者１３の関心領域までの距離をＬ５、Ｘ線検出手段１１ａまでの距離をＬ６とし、それぞれの位置でのマーカの間隔をＬ１，Ｌ２，Ｌ３とすると、下の関係になる。
Ｌ１：Ｌ２：Ｌ３＝Ｌ４：Ｌ５：Ｌ６
【００２７】
ここで、Ｌ１は既知であり、Ｌ３は取得された画像から計測可能であり、（Ｌ６−Ｌ４）は支持装置１７の位置検出機構から計測可能である。したがってＬ４，Ｌ６を求めることができる。Ｌ５とＬ４またはＬ６の差を入力することでＬ２が求められ、画像全体をＬ２／Ｌ３に縮小して表示することで、被験者１３の関心領域のライフサイズ画像を被験者の体表面近傍に表示することが可能である。これらの処理は制御部で演算され、画像表示装置１５の操作部でオペレートすることができる。
【００２８】
上述のように被験者の近傍にライフサイズで画像を表示することで、臨床上有益な情報を即座に提供することが可能である。
【００２９】
なお、支持装置１７に距離の計測機能を持たせず、必要な距離情報を測定して入力してもよい。マーカ１５ａは測距手段として用いるだけでなく、画像データ中のマーカ部分を、表示する際の位置決めに用いてもよい。また支持機構１７は不要な場合は画像表示装置１５を、被験者１３の上部から退避させる機構を有してもよい。この場合は画像を認識した後の作業性を向上させることができる。
【００３０】
図３は、本発明の第２の実施形態における側面図である。図１と同一の記号は同一の部材を示す。本実施形態と第１の実施形態の差異は、画像表示装置２５が柔軟性を有する電子ペーパーで構成されている点である。柔軟性を有する画像表示装置を用いることで、画像を被験者１３の体表により近づけて表示することができる。２５ａは１５ａと同様の機能を有するマーカである。２２は被験者１３に対して治療などを行う医師であり、２２ａは医師の視点である。２３は医師の視点から見た被験者の体内部分Ｌ７に対する視野である。Ｌ７を画像表示装置２５の表面に、医師の視点２２ａ方向に投影した距離がＬ８である。Ｌ９はＬ８をＸ線検出手段１１ａに、Ｘ線照射方向に投影した距離である。
【００３１】
Ｘ線照射範囲１６の三角形と、医師の視野２３の三角形の幾何的関係から、医師の視点位置、画像表示装置の位置、関心領域の位置など必要情報を入力することで、Ｌ９部分で検出された画像に所望の処理を施すことで、Ｌ７部分の画像をＬ８に表示することができる。これにより医師２３は、被験者１３の関心領域の画像をライフサイズで、しかも患者の体表上にあたかも患者を透視しているかのごとくに観察することができる。この状態で例えばカテーテルの位置を確認し、必要なら位置変更を容易に行うことができる。
【００３２】
図４は、本発明の第３の実施形態における側面図である。図１および図３と同一の記号は同一の部材を示す。本実施形態と第１の実施形態の差異は、Ｘ線管球３４が被験者１３の下方に配置された、いわゆるアンダーチューブの構成となっている点である。３５は画像表示装置、３５ａはＸ線透過率の低いマーカ、３６はＸ線照射範囲、３１はＸ線撮影装置、３１ａはＸ線検出手段であり、それぞれ図２の２５，２５ａ，１６，１１，１１ａと同一の機能を有する。このような構成においても、図２の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されることなく、様々な変形例が考えられる。すなわち例えば臥位撮影装置の例を述べたが、立位撮影装置、ユニバーサル撮影装置などでもよい。また、取得する画像データは、静止画でも動画でもよい。画像取得後に表示してもよいし、連続して撮影中にリアルタイムに画像を表示してもよい。
【００３４】
さらに、被験者近傍の表示装置以外に別の表示装置、操作部分を設けてもよい。操作部に非接触の入力手段を用いてもよく、例えば視線入力、音声入力、ふるまい検出など用いる場合などが考えられる。このような構成とすることで感染症を防いだり、術中の操作者の衛生状態を維持することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＸ線画像撮影システムは、Ｘ線透過率の高い画像表示装置を被験者の体表近傍に配置することで、撮影後即座に被験者の透過画像が、被験者の体表面近傍に表示されるので画像と被験者の関心領域の対応を容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における側面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における側面図ある。
【図４】本発明の第３の実施形態における側面図ある。
【図５】従来のシステムを説明する図である。
【符号の説明】
１１，３１　　Ｘ線撮影装置
１２　　撮影台
１３　　被験者
１４　　Ｘ線管球
１５，２５，３５　　画像表示装置
１６　　Ｘ線照射範囲
１７　　支持機構
【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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