(57)【要約】【目的】被検体への被曝線量を低減すると同時に、目的部位とその周辺領域を治療上、診断上必要十分な所望の画像で撮影可能且つ観察可能な撮影装置を提供すること。【構成】被検体に向けてＸ線を照射するＸ線発生手段と、Ｘ線の照射野を決定する絞り手段と、前記Ｘ線発生手段から照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段とを有し、前記絞り手段の前記Ｘ線発生手段側若しくは前記Ｘ線検出手段側の少なくともどちらか一方に前記Ｘ線を吸収するＸ線吸収フイルタを配置し、該Ｘ線吸収フイルタの作用により前記照射野にＸ線量及びＸ線エネルギの異なる領域を形成し、前記Ｘ線検出手段により画像情報を取得するようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けてＸ線を照射するＸ線発生手段と、Ｘ線の照射野を決定する絞り手段と、前記Ｘ線発生手段から照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段とを有し、前記絞り手段の前記Ｘ線発生手段側若しくは前記Ｘ線検出手段側の少なくともどちらか一方に前記Ｘ線を吸収するＸ線吸収フイルタを配置し、該Ｘ線吸収フイルタの作用により前記照射野にＸ線量及びＸ線エネルギの異なる領域を形成し、前記Ｘ線検出手段により画像情報を取得するようにしたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記Ｘ線量及びＸ線エネルギの異なる領域毎に画像情報の取得モードを制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記Ｘ線検出手段の隣接する少なくとも２つ以上の画素が有する画像情報を１つの画像情報として加算して読み出す読出手段を備え、前記画像情報の取得モードは、前記Ｘ線量及びＸ線エネルギの異なる領域毎に前記読出手段の読出し方法を制御するようにしたことを特徴とする請求項２記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線検出手段から画素毎に画像情報を読出す読出手段と、隣接する少なくとも２つ以上の画素から読み出された画像情報を加算する演算手段とを備え、前記画像情報の取得モードは、前記Ｘ線量及びＸ線エネルギの異なる領域毎に前記演算手段の演算方法を制御するようにしたことを特徴とする請求項２記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記画像情報の画像処理を行う画像処理手段を備え、前記Ｘ線量及びＸ線エネルギの異なる領域毎に異なった画像処理方法を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記画像処理方法は、前記Ｘ線量及びＸ線エネルギの異なる領域間の画像諧調レベルを合せるようにしたことを特徴とする請求項５記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記画像情報を画像として表示する表示手段を備え、前記Ｘ線量及びＸ線エネルギの異なる領域の境界が視認可能な識別表示を前記表示手段上に表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線撮影装置に関し、特に、被検体を透過したＸ線に基づいて被検体のＸ線像を可視化するＸ線透視撮影装置における、被検体への被曝線量を低減しつつ診断上必要十分なＸ線像を取得する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線撮影装置を使用した画像診断分野、特に透視撮影装置ではＩ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）−ＴＶシステムが広く用いられている。即ち、図５に示すように、Ｘ線管球１によりＸ線を被検体３に照射し、被検体３内を透過した透過Ｘ線を検出器ユニット４で検出して画像信号に変換し、変換された画像信号は画像処理装置９を経てをモニター５に画像として表示するようになっている。
【０００３】
被検体３に照射されるＸ線は、Ｘ線絞り２を介すことにより、撮影上必要とされる所定の範囲にのみ照射されるように設定される。検出器ユニット４は、被検体の透過Ｘ線をＩ．Ｉ．６で可視光の光学像に変換し、変換された光学像を光学系７でＴＶカメラ８に導き、この光学像をＴＶカメラ８で画像信号に変換するようになっている。画像処理装置９は、入力された画像信号をデジタル画像データに変換して、画像拡大・縮小、画像位置の移動、画像データの加減算等の種々の演算、画像処理を行うものである。
【０００４】
又、記録装置１０は、画像処理前或は画像処理後のデジタル画像データの記録・保管を行うものであり、被検体にＸ線を連続的若しくはパルス的に照射して撮影された動画像を保管したり、動画像を観察しながら任意のタイミングで撮影された静止画像を保管することも可能である。
【０００５】
このような透視撮影装置のＩ．  Ｉ．  ６の入力面６ａに入射する被検体の透過Ｘ線の撮影可能な領域を視野サイズと呼んでいる。通常、Ｉ．  Ｉ．  ６の最大視野サイズはその口径により定まり、設定可能な視野サイズはステップ的に切り替わるようになっている。被検体の撮影では、この視野サイズを設定することにより撮影領域の大きさを決定している。より詳細な画像を観察したい場合、この視野サイズを小さくすることにより拡大された解像度の高い光学像を得ることも可能になっている。１２インチのＩ．  Ｉ．  であれば、例えば１２，９，７．  ５，６インチの４つのサイズに切り換えられるようになっていて、視野サイズを６インチに設定すると１２インチの４倍の拡大率（解像度）での撮影も可能である。
【０００６】
又、Ｘ線透視撮影画像の誘導下において、ガイドワイヤやカテーテルを病変部まで進め、カテーテルを介して薬液や治療用器具を経皮的に挿入したり、内容物を吸引排除したりするインターベンショナル・ラジオロジィ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｒａｄｉｏｌｇｙ  ）と言われる治療法（ＩＶＲ）を行う場合、カテーテルを病変部まで進める過程において、カテーテルの先端付近とその進路及びその周辺領域が観察可能なようなＸ線照射領域がＸ線絞り機構によって設定されて撮影される。
【０００７】
又、Ｘ線撮影装置での撮影時、特にＸ線透視撮影装置の透視撮影時では、Ｘ線照射による被検体への被曝線量を極力少なくすることが望まれている。特許文献１には、Ｘ線管球に印加される電圧や被検体の厚さに応じて、Ｘ線絞り機構のＸ線照射口側にアルミニウムや銅等のＸ線吸収フイルタを挿入して軟Ｘ線成分を除去し、被検体の被曝線量を低減する撮影方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１０２５３４号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術には以下に述べるような問題点が考えられる。
【０００９】
例えば、ＩＶＲにおけるカテーテルの操作過程では、カテーテルの進行を操作者が見積もることができるように、目的部位の周辺を広範囲に観察することが要求される。カテーテルの先端部を含む目的部位とその周辺を同時に撮影する際には、Ｘ線照射領域を広くした撮影が行われるが、被検体への被曝線量が増大することになる。
【００１０】
又、撮影中に定期的にＸ線照射領域の広さを切り換えることにより、目的部位とそれを含んだ周辺領域を交互に撮影しながらカテーテルの操作を行うことも考えられるが、操作者の操作負荷が増大することになる。更に、撮影画像の大きさが頻繁に変化すると観察しづらくなる。
【００１１】
一方、移動するカテーテルの先端部付近を除いた周辺の広範囲な画像によって得られる解剖学的情報は比較的ゆっくりと変化し、目的部位の撮影と比較すると必ずしも高Ｓ／Ｎ且つ高解像度である必要はないが、目的部位とその周辺領域の撮影は同一のＸ線照射条件、解像度で行われている。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、被検体への被曝線量を低減すると同時に、目的部位とその周辺領域を治療上、診断上必要十分な所望の画像で撮影可能且つ観察可能な撮影装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線発生手段と、Ｘ線の照射野を決定する絞り手段と、前記Ｘ線発生手段から照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段とを有し、前記絞り手段の前記Ｘ線発生手段側若しくは前記Ｘ線検出手段側の少なくともどちらか一方に前記Ｘ線を吸収するＸ線吸収フイルタを配置し、該Ｘ線吸収フイルタの作用により前記照射野にＸ線量及びＸ線エネルギの異なる領域を形成し、前記Ｘ線検出手段により画像情報を取得するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るＸ線透視撮影装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図示の撮影装置は、被検体１１へＸ線を照射するＸ線管球１２、Ｘ線照射野を決定するＸ線絞り１３、被検体を積載する天板の下方に配置され被検体１１を透過したＸ線を画像情報として検出するＸ線検出器１４、Ｘ線検出器１４から画像データを読み出す読出回路１５、読み出された画像データに画像処理を施す画像処理部１６、画像データを可視化する表示部１７、画像処理部１６内に設けられ画像データを保管するメモリ部１８、Ｘ線絞り１３の開き量を検知する開度検知手段１９、Ｘ線管球１２から照射されるＸ線の照射条件、Ｘ線絞り１３の開き量、読出し回路１５の読み出し方法、画像処理部１６内に設けられた演算部２２の演算方法を関連づけて制御する制御部２１から構成されている。
【００１７】
上記制御部２１には、撮影に関連する各制御パラメータの入力や撮影開始、停止の操作を行う入力手段２３が接続されるとともに、記憶部２４が設けられている。又、Ｘ線管球１２とＸ線絞り１３との間にはＸ線吸収フイルタ２０が配置され、制御部２１からの指令に基づいて不図示の駆動機構により複数種類の中から選択して進退可能となっている。更に、Ｘ線照射方向に関するＸ線管球１２とＸ線吸収フイルタ２０と被検体１１とＸ線検出器１４との相対距離は、撮影中固定されているものとする。
【００１８】
図２（Ａ）〜（Ｄ）はＸ線吸収フイルタ２０の例とそれらにより形成されるＸ線照射領域のＸ線量及びＸ線エネルギの分布を示した図である。
【００１９】
Ｘ線吸収フイルタの一例としては、Ｘ線の一部を吸収、除去するアルミニウム板や銅板等の板材から構成される。図２（Ａ）はフイルタの中央部に角孔２１ａが開いているので、Ｘ線照射領域の中央部はＸ線管球１２から照射されたＸ線そのままの線量及びＸ線エネルギがＸ線検出器１４の対応する領域２１ｂに到達し、フイルタが存在する周辺領域２２ａでは線量及びＸ線エネルギが減少してＸ線検出器１４の対応する領域２２ｂに到達する。
【００２０】
図２（Ｂ）はフイルタの中央部２３ａと周辺部２４ａとで使用されているフイルタの材質が異なり、それぞれの材質に依存して線量及びＸ線エネルギが減少してＸ線検出器１４の対応する領域２３ｂ，２４ｂに到達する。同様に、図２（Ｃ）はフイルタの中央部に長い角孔２５ａが開いており、図２（Ｄ）はフイルタの略右半分に長い角孔２６ａが開いている。そして、角孔２５ａ，２６ａを通過したＸ線は、Ｘ線検出器１４の対応する領域２５ｂ，２６ｂに到達する。（Ａ）及び（Ｂ）は例えばカテーテル操作時の撮影時に、（Ｃ）は例えば食道に内視鏡を入れる際の撮影時に、（Ｄ）は例えば片肺に重点をおいた撮影時に適している。
【００２１】
図３はＸ線検出器１４と読出回路１５の構造と作動を示す概念図である。
【００２２】
Ｘ線検出器１４に被検体１１を透過したＸ線が入射すると、２次元状に配列された変換素子１４ａでＸ線強度に応じた電荷が発生し、この電荷は素子内部の蓄積部に蓄積されて被検体のＸ線画像が２次元状の電荷分布に変換される。続いて、最上列の各変換素子１４ａに備えられた転送部１４ｂに転送パルスＰが送られ、転送部１４ｂであるＴＦＴ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）  にスイッチ信号が入力される。このとき、変換素子１４ａに蓄積された電荷は転送部１４ｂを通してマルチプレクサ１５ａのスイッチ１５ｂに転送され、スイッチが１つずつ１５ｂ−１，１５ｂ−２，…の順に接続することにより最終的に信号出力端子１５ｃに順次転送され、最上列１ライン分の画像信号の読み出しが完了する。
【００２３】
読み出された画像信号は、図示しない増幅器、Ａ／Ｄ変換器等を通してデジタル画像データに変換される。このようにして、最上列から最下列へ順次に転送パルスＰを送り、これに同期してマルチプレクサのスイッチ１５ｂが左から右へ順次に接続されることにより、Ｘ線検出器１４の全面の画像信号の読み出しが行われ、メモリ部１８にはＸ線画像がデジタル画像データとして記憶保管されることになる。この例では、Ｘ線検出器１４としてＸ線強度を直接的に電荷に変換するもので構成されているが、例えば検出器の全面に蛍光体を積層してＸ線強度を可視光に変換し、この光強度を電荷に再変換するもの等の他の検出器でも構わない。
【００２４】
次に、以上説明した構成を有する撮影装置の作動を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
治療若しくは診断上必要とされる撮影部位や撮影領域の大きさに基づいて、解像度等の各種撮影条件が撮影前に入力手段２３から予め入力され（ステップ１）、相関テーブルとして記憶部２４に記憶されている（ステップ２）。撮影条件は、Ｘ線が照射される照射野の広さや使用されるＸ線吸収フイルタの種類、Ｘ線の照射条件、更に読出回路１５による画像情報の取得モード等である。Ｘ線の照射条件は、例えば管電圧、管電流、パルス照射のパルス幅やパルスレート等である。
【００２６】
撮影者が入力手段２３を用いて撮影部位若しくは撮影領域の広さを設定すると（ステップ３）、予め記憶されている相関テーブルから所定の撮影条件が検索される（ステップ４）。次に、入力手段２３を用いて撮影開始を指令すると（ステップ５）、Ｘ線絞り１３が不図示の駆動機構により自動的に所定量開いて被検体に所定範囲でＸ線が照射される。同時に、所定のＸ線吸収フイルタ２０が不図示の駆動機構によりＸ線管球１２とＸ線絞り１３との間に自動的に配置される（ステップ６）。以下、図２（Ａ）で説明したＸ線吸収フイルタが選択配置されたものとする。
【００２７】
Ｘ線管球１２、Ｘ線絞り１３、Ｘ線吸収フイルタ２０及びＸ線検出器１４の各々の相対距離が一定であるため、Ｘ線絞り１３の開き量は設定された撮影部位若しくは照射野の広さに連動して一義的に決定され、Ｘ線検出器１４の検出面に形成されるＸ線照射領域内の線量及びＸ線エネルギの異なる領域も選択されたＸ線吸収フイルタ２０に連動して一義的に決定される。この照射野の広さは、上述のように自動制御することなく直接Ｘ線絞り１３を手動操作しても構わない。
【００２８】
Ｘ線絞り１３の作動が終了すると、相関テーブルに基づいたＸ線絞り１３の開度設定値若しくは開度検知手段１９による開度値の何れかが制御部２１へ送信され、相関テーブルに基づいた照射条件によりＸ線が照射される（ステップ７）。照射されたＸ線は、被検体１１を透過してＸ線検出器１４に入射後、読出回路１５により読み出されて画像情報として画像信号に変換され（ステップ８）、表示部１７に表示される（ステップ９）。
【００２９】
更に、上述の実施形態に加えて、Ｘ線吸収フイルタ２０の作用によりＸ線検出器１４の検出面に形成されたＸ線照射領域内の線量及びＸ線エネルギの異なる領域と、読出回路１５による画像信号の読み出し方法とを前述の相関テーブル上で関連づけて制御しても良い。例えば、図２（Ａ）で説明した領域２２ｂでは、互いに隣接する４×４（＝１６）画素の画像信号を１画素分の画像信号として加算して読み出すように制御する。
【００３０】
即ち、図３で説明した２次元状に配列された変換素子１４ａのうち、互いに隣接する最上列４列の各変換素子の転送部１４ｂに同時に転送パルスＰが送られ、転送部１４ｂであるＴＦＴにスイッチ信号が入力される。すると、縦に隣接する４画素の画像信号が同時にマルチプレクサのスイッチ１５ｂに転送される。そして、隣接する４つのスイッチ１５ｂが同時に接続されると、隣接する１６画素の画像信号を同時に加算して読み出すことができる。この隣接するマルチプレクサの４つのスイッチの同時接続を左から右へ順次繰り返すことにより最上列４列分の画像信号の読み出しが１６画素毎に完了する。この動作を最上列から最下列へ順次繰り返すことにより、１６画素の画像信号を１画素分として読み出すことができる。
【００３１】
以上のように読み出された画像信号は、Ｘ線画像として表示部１７に表示される。表示された画像は、互いに隣接する１６画素の画像信号を１画素分として表示された低解像度の画像となる。この場合、メモリ部１８、演算部２２で処理される画像データ数が減少し、処理スピードが速くなり、画像表示の即時性が向上する。
【００３２】
以上の実施の形態では、隣接する変換素子１４ａに蓄積された画像信号の加算を読み出す段階で行っているが、画像信号を各変換素子毎に個別に読み出してデジタル画像データに変換した後、隣接する画像データの加算処理を演算部２２において行い、このＸ線画像を表示するようにしても良い。この場合、画像信号をデジタル画像データに変換した後に任意数の画像データの加算処理が可能となるため、表示される画像解像度の選択肢が広がる。
【００３３】
又、Ｘ線照射領域内の線量及びＸ線エネルギの異なる領域毎に、読出回路１５による画像信号の読出間隔を変えるようにしても良い。例えば、図２（Ａ）で説明した領域２２ｂの読出間隔を２１ｂよりも長くすれば、メモリ部１８、演算部２２で処理される画像データ数が減少し、処理スピードが速くなり、画像表示の即時性が向上する。
【００３４】
次に、画像データの画像処理と表示に関する実施形態について説明する。
【００３５】
以上の実施の形態で画像情報として取得された画像データは、その都度リアルタイムで表示部１７へ送信され、被検体１１の透視画像がリアルタイムで連続表示される。
【００３６】
表示される画像は、演算部２２によって図２（Ａ）で説明した領域２１ｂと領域２２ｂのそれぞれの画像データに異なる諧調処理が施されたものである。例えば、領域２１ｂよりも領域２２ｂの方が被検者１１に照射されるＸ線量が少ないため、領域２２ｂに対応する表示画像の全体的な表示濃度が低くなる。そこで、領域２２ｂに対応する表示画像の全体的な表示濃度を領域２１ｂと等しくなるように、領域２２ｂの画像データに所定の諧調処理を行えば、透視画像が観察し易くなる。この場合、選択されたＸ線吸収フイルタの材質と厚さに基づいて、諧調処理パラメータを予め計算、記憶しておけば良い。
【００３７】
一方、上述のような諧調処理を行ったり、Ｘ線吸収フイルタによるＸ線量の減少が僅かな場合、表示される画像上で領域２１ｂと領域２２ｂとの境界が識別できなくなることがある。低い線量で撮影された領域を明確に視認可能にしておくことは診断上好ましく、特に諧調処理後の画像データを保管し、後で画像を観察する際に有効である。例えば、領域２１ｂと領域２２ｂの境界位置に相当するＸ線検出器１４の各画素の画像データを演算部２２を用いて最大値或は最小値に置き換える処理を行えば、領域２１ｂと領域２２ｂの境界は表示される画像上で黒ライン若しくは白ラインとして表示される。
【００３８】
更に、Ｘ線照射領域内の線量及びＸ線エネルギの異なる領域毎に、異なった画像処理を施すようにしても良い。例えば、図２（Ａ）で説明したように、領域２１ｂよりも領域２２ｂの方が被検者に照射されるＸ線量が少ないため、通常Ｓ／Ｎが低い画像となる。従って、領域２２ｂの画像データのみに所定の平滑化処理を行ってノイズを除去したり、領域２１ｂの画像データのみに所定の鮮鋭化処理を行えば、より画像の観察がし易くなる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、被検体への被曝線量を低減しつつ目的部位とその周辺領域をそれぞれ治療上並びに診断上必要十分な所望の画像で撮影及び観察することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】Ｘ線吸収フイルタの実施の形態を示す図である。
【図３】Ｘ線検出器と読出回路の構造と作動を示す概念図である。
【図４】Ｘ線撮影装置の作動を示すフローチャートである。
【図５】従来のＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１            被検体
１２            Ｘ線管球
１３            Ｘ線絞り
１４            Ｘ線検出器
１５            読出回路
２０            Ｘ線吸収フイルタ
２１ｂ，２２ｂ  Ｘ線量及びＸ線エネルギの異なる領域
【図１】
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【図２】
2005027823.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005027823.tif 000006
【図５】
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