(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するためのＸ線源と、該Ｘ線源から照射されたＸ線を検出器で検出し、Ｘ線画像を形成する検出器とを有するＸ線撮影装置であって、
前記検出器により形成された前記Ｘ線画像の形状から、前記検出器上における前記Ｘ線が照射された照射領域を認識する照射野認識手段と、
前記照射野認識手段で認識された前記照射領域を基に、前記Ｘ線源と前記検出器との位置関係を判定する位置判定手段と、
前記位置判定手段で判定された結果に基づいてＸ線撮影動作を制御する制御手段とを有することを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記位置判定の結果に基づいて、Ｘ線透視撮影を可能とする状態に制御を行う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３】
前記制御手段は前記位置判定の結果に基づいて、Ｘ線透視撮影中にＸ線透視撮影を停止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４】
前記位置判定手段は、認識した前記Ｘ線照射領域が前記平面検出器の面に包含されているか否かを判定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５】
前記位置判定手段は、認識した前記Ｘ線照射領域の位置判定を、前記平面検出器の或る一定距離だけ内側に設定された領域を用いて行う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】
Ｘ線源にＸ線を照射させる工程と、
照射されたＸ線を検出器で検出することによりＸ線画像を形成する工程と、
前記検出器により形成された前記Ｘ線画像の形状から、前記検出器上における前記Ｘ線が照射された照射領域を認識する工程と、
前記認識された照射領域を基に、前記Ｘ線源と前記検出器の位置関係を判定する工程と、
判定した結果に基づいてＸ線撮影動作を制御する工程とを備えることを特徴とするＸ線画像撮影方法。
【請求項７】
請求項６の撮影方法を実施するためのプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影の動作を制限する機能を備えたＸ線画像撮影装置及び撮影方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、病院などではＸ線撮影装置として、増感紙とＸ線写真フイルムを組み合わせたフイルムスクリーンシステムが良く使われている。この方法によれば、被写体を通過したＸ線は増感紙によってＸ線の強度に比例した可視光に変換され、Ｘ線写真フイルムを感光させ、Ｘ線画像をフイルム上に形成する。このフイルムをシャーカステンと呼ばれる観察装置を用いることで読影作業を行っている。また特許文献１のように、イメージインテンシファイアを用いてＸ線透視像をＣＲＴに表示する透視撮影を行うＸ線ＴＶ装置も医用現場では広く利用されている。
【０００３】
近年では、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた高分解能の固体Ｘ線検出器が提案されている。これにより、特許文献２のようにＸ線源とＸ線センサの間に被写体を配置し、被写体を透過したＸ線量を電気信号に変換することで、被写体のＸ線像をデジタルデータとして得る方法が実現されている。
【０００４】
また、最近では特許文献３のように、センサ部を携帯型として撮影が行えるカセッテタイプのＸ線画像撮影装置も実用化されている。
【０００５】
一方、非特許文献１のように、カセッテタイプのセンサを用いてＸ線透視を行う場合には、Ｘ線照射野の受像面に対する一致がＪＩＳ規格などで規定されている。更に、特許文献４のようにＸ線発生装置側から平面センサに電磁波を発信することにより、撮影位置を決定する方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−０６４０８１号公報
【特許文献２】特許第３０６６９４４号公報
【特許文献３】特開２００４−７３３５４号公報
【特許文献４】特許第３６２４１０６号公報
【非特許文献１】「ＪＩＳハンドブック２００５放射線（能）」、Ｃ０６０１−１−３  医用電気機器  日本規格工業会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９はＸ線平面検出器とＸ線照射領域との関係を示す模式図である。カセッテタイプの平面検出器１を用いてＸ線透視を行う場合には、所定の位置に平面検出器１を配置し、この平面検出器１上に被写体を配置させてＸ線撮影を行う。その際に、Ｘ線管から発するＸ線の照射領域と平面検出器１の関係は、平面検出器１の直交する２つの主軸に沿ったＸ線照射領域Ｔの境界と、平面検出器１の対応する境界とのずれは、Ｘ線管の焦点と平面検出器１間の距離の３％を越えてはならないとされている。また、両主軸上のずれの総和は、Ｘ線管の焦点と平面検出器１間の距離の４％を越えてはならないとされている。
【０００８】
平面検出器１、Ｘ線照射領域Ｔは、平面検出器１の主軸ＡｙとＸ線照射領域Ｔとのずれｘ１、ｘ２と、平面検出器１の主軸ＡｘとＸ線照射領域Ｔとのずれｙ１、ｙ２は次の式を満たす必要がある。なお、ＤはＸ線管の焦点から平面検出器１までの距離を表している。
｜ｘ１｜＋｜ｘ２｜≦０．０３・Ｄ
｜ｙ１｜＋｜ｙ２｜≦０．０３・Ｄ
｜ｘ１｜＋｜ｘ２｜＋｜ｙ１｜＋｜ｙ２｜≦０．０４・Ｄ
【０００９】
しかし、特許文献４に開示する発明では、センサ位置の検出は可能であるが、Ｘ線撮影を制御する手段がないため、Ｘ線源と平面検出器の位置関係が全く合致していない場合であっても、Ｘ線の曝射ができるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に開示の発明も同様にＸ線撮影を制御する手段がなく、更に、Ｘ線源と平面検出器の位置関係は考慮されておらず、Ｘ線が全く平面検出器を照射しない位置関係であっても透視用Ｘ線を照射するという問題がある。
【００１１】
また、当初は全てのＸ線が平面検出器に照射される位置関係にあるとしても、その後に何らかの理由によりＸ線が平面検出器に全く当たらず、Ｘ線が漏洩するような位置関係となっても、透視用Ｘ線を出射し続けるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、平面検出器に対するＸ線の位置関係を認識してＸ線撮影動作を制御するＸ線画像撮影装置及び撮影方法撮影方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明のＸ線画像撮影装置は、Ｘ線を照射するためのＸ線源と、該Ｘ線源から照射されたＸ線を検出器で検出し、Ｘ線画像を形成する検出器とを有するＸ線撮影装置であって、前記検出器により形成された前記Ｘ線画像の形状から、前記検出器上における前記Ｘ線が照射された照射領域を認識する照射野認識手段と、前記照射野認識手段で認識された前記照射領域を基に、前記Ｘ線源と前記検出器との位置関係を判定する位置判定手段と、前記位置判定手段で判定された結果に基づいてＸ線撮影動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のＸ線画像撮影方法は、Ｘ線源にＸ線を照射させる工程と、照射されたＸ線を検出器で検出することによりＸ線画像を形成する工程と、前記検出器により形成された前記Ｘ線画像の形状から、前記検出器上における前記Ｘ線が照射された照射領域を認識する工程と、前記認識された照射領域を基に、前記Ｘ線源と前記検出器の位置関係を判定する工程と、判定した結果に基づいてＸ線撮影動作を制御する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るＸ線画像撮影装置及び撮影方法によれば、Ｘ線源と平面検出器の位置関係が全ての照射Ｘ線が平面検出器を照射する位置にあることを確保し場合にのみ透視撮影を行うことが可能となる。また、Ｘ線透視中にＸ線が平面検出器を全く照射せず、Ｘ線が漏洩する場合には自動的にＸ線照射を停止することにより、不要なＸ線の照射や被曝を防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を図１〜図８に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は回診車に搭載したＸ線画像撮影装置のシステム構成図である。移動可能な回診車１１は、Ｘ線源から成るＸ線発生部１２、平面検出器であるＸ線センサ１３、表示部１４、フットペダル１５を備え、一般的なＸ線撮影を行うための構成を有している。
【００１８】
Ｘ線発生部１２はＸ線管、Ｘ線絞りなどのＸ線を発生するための機構を備え、Ｘ線センサ１３はＸ線発生部１２によって照射されたＸ線を受光し、画像信号を取得する検出器である。表示部１４はＣＲＴや液晶ディスプレイなどの一般的なモニタによって構成され、画像データやＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）などを画面に表示し、フットペダル１５はＸ線の照射や停止を指示するための入力装置である。
【００１９】
なお、Ｘ線撮影装置にはフットペダル１５の他に図示しないキーボード、マウスなどの一般的な入力装置も含まれており、ユーザによる操作を入力できる機構を備えている。また、回診車１１の筐体中には、Ｘ線撮影装置を制御するための制御装置が内蔵されている。
【００２０】
図２はブロック回路構成図であり、回診車１１の筐体中に配置された制御部２１には、Ｘ線発生部１２、Ｘ線センサ１３、照射野認識部２２、位置判定部２３が接続されている。照射野認識部２２、位置判定部２３は制御部２１と同様に回診車１１の筐体内に配置され、制御部２１、照射野認識部２２、位置判定部２３は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）のプログラムの実行による機能するようになっている。なお、ＣＰＵはＬＳＩやＡＳＩＣ等でも構成することができる。
【００２１】
図３はＸ線撮影装置の動作フローチャート図である。先ず、ステップＳ１０１で制御部２１の制御により静止画撮影を実施する。静止画撮影では、Ｘ線発生部１２から曝射されたＸ線が被写体を通ってＸ線センサ１３に照射され、Ｘ線センサ１３により電気信号に変換されデジタルデータとして取り込まれる。静止画撮影は１枚の画像を意味しており、照射野認識が行える程度の画像が得られれば充分である。従って、Ｘ線の照射条件は通常静止画撮影の条件を用いてもよいし、透視時の条件を用いても問題はない。
【００２２】
次に、ステップＳ１０２で静止画撮影結果から照射野認識を行う。照射野認識処理は制御部２１の制御により照射野認識部２２で行われる。照射野認識とは、Ｘ線センサ１３に照射されるＸ線照射領域Ｔを画像解析処理することによって抽出する公知の技術であり、この照射野認識を行うことにより、Ｘ線センサ１３上に照射されるＸ線の領域を知ることができる。
【００２３】
なお、一般にＸ線照射領域はＸ線発生装置の条件によって様々に変更可能となっている。図４はＸ線発生装置であるＸ線発生部１２の模式図であり、通常のＸ線発生部１２の出射側には開口部が設けられ、照射角度θはこの開口部により予め決定されている。開口部にはＸ線絞り２４が設けられており、このＸ線絞り２４の開閉、位置調整によって、Ｘ線照射領域Ｔを自在に変更可能なようになっている。従って、Ｘ線絞り２４の調整によりＸ線照射のターゲット角度やＸ線照射領域Ｔの形状を様々に変化させることができる。Ｘ線照射領域Ｔの形状はＸ線絞り２４の形状によって、四角形のみならず、六角形や八角形や円形のものもあり得る。
【００２４】
次に、ステップＳ１０３で位置判定を行う。位置判定は制御部２１の制御により位置判定部２３で行われ、ステップＳ１０２で抽出したＸ線照射領域ＴがＸ線センサ１３内に納まっているかを判定する。具体的には、Ｘ線センサ１３の周囲の辺とＸ線照射領域Ｔの周囲の辺が何れも交差しない場合は、Ｘ線センサ１３に照射されるＸ線照射領域ＴがＸ線センサ１３内に包含されていると判定する。
【００２５】
図５はＸ線照射領域ＴがＸ線センサ１３内に包含される場合の例であり、Ｘ線センサ１３の周囲の辺とＸ線照射領域Ｔの周囲の辺が何れも交差していない。なお、Ｘ線がＸ線センサ１３を全く照射しなかった場合は、照射野認識部２２はＸ線照射領域Ｔを認識できずエラーとなる。
【００２６】
一方、図６に示すように、Ｘ線センサ１３の周囲の辺とＸ線照射領域Ｔの周囲の辺の何れかが交差する場合は、Ｘ線センサ１３に照射されるＸ線照射領域ＴがＸ線センサ１３内に包含されていないと判定する。Ｘ線センサ１３とＸ線照射領域Ｔが重なっているため、Ｘ線センサ１３の周囲の辺とＸ線照射領域Ｔの周囲の辺が交差している。
【００２７】
また、位置判定を行う他の方法としては、ステップＳ１０２で抽出したＸ線照射領域Ｔの周囲の辺とＸ線センサ１３の周囲の辺が一致する辺がない場合に、Ｘ線照射領域ＴがＸ線センサ１３内に納まっていると判定する。Ｘ線照射領域Ｔの周囲の辺とＸ線センサ１３の周囲の辺が一致する辺がある場合に、Ｘ線照射領域ＴがＸ線センサ１３内に納まっていないと判定する。
【００２８】
このように、位置判定の結果、Ｘ線照射領域Ｔが全てＸ線センサ１３内に納まっていればステップＳ１０４に、Ｘ線照射領域ＴがＸ線センサ１３の外にはみ出していれば初期状態に戻る。
【００２９】
次に、ステップＳ１０４で制御部２１によりＸ線透視撮影許可を行い、ＧＵＩでユーザが透視モードを選択できるようにする方法や、制御部２１が外部から透視要求があった場合に、正常に透視動作を行う方法などがある。
【００３０】
ここでＸ線透視撮影とは、Ｘ線を連続して被写体に照射し、被写体を透過したＸ線をＸ線センサ１３で電気信号に変換し、連続的にモニタ表示することで、動きのある像をリアルタイムで確認するための撮影である。ここでは、連続的に撮影される撮影手技全般を指し、透視撮影の他にもシネ撮影やＤＳＡと呼ばれる造影差分撮影なども含まれる。Ｘ線透視撮影許可と同時に、Ｘ線発生部１２やＸ線センサ１３が移動しないようにロックを掛けてもよい。
【００３１】
次に、ステップＳ１０５でＸ線透視撮影を開始する。透視撮影は制御部２１の制御の基で、Ｘ線発生部１２で連続的に曝射したＸ線をＸ線センサ１３で順次に取り込み表示する。
【００３２】
次に、ステップＳ１０６で照射野認識を実行する。照射野認識は制御部２１の制御により照射野認識部２２により行われる。ここでの照射野認識の処理自体はステップＳ１０２で行われた処理と同様であるが、処理を施す画像がステップＳ１０２では静止画像であるが、本ステップＳ１０６では透視画像の１フレームを利用して照射野認識を行う。ここで、照射野認識を行う画像は撮影フレームレートに応じて変更可能であり、全フレームに対して処理してもよいし、或る一定時間毎に処理をするようにしてもよい。
【００３３】
続いて、ステップＳ１０７で位置判定を行う。位置判定は制御部２１の制御により位置判定部２３で判定され、この判定方法はステップＳ１０３と同じ処理である。位置判定の結果、Ｘ線照射領域Ｔが全てＸ線センサ１３内に納まっていればステップＳ１０８に、Ｘ線照射領域ＴがＸ線センサ１３の外にはみ出していればステップＳ１０９の処理を行う。
【００３４】
ステップＳ１０８でＸ線透視撮影中の判断をする。透視中の判断は例えばフットペダル１５などの曝射指示部が曝射指示状態である場合に透視中であるとし、或いはＸ線発生部１２がＸ線を照射中は透視中であると云える。何れにしても、これらの情報は制御部２１が制御しているため判断可能である。ここで、透視撮影が継続中であればステップＳ１０６に、透視撮影が終了していれば撮影を終了する。
【００３５】
ステップＳ１０９では、透視撮影を停止する。透視撮影の停止は制御部２１がＸ線発生部１２に曝射の停止指示を行うことで停止する。この他にも、Ｘ線センサ１３の透視画像読み取り動作の停止なども行われる。
【実施例２】
【００３６】
図７は実施例２の動作フローチャート図であり、実施例１の図３と同じステップ番号は同一の処理を示している。実施例２は実施例１を繰り返し行う場合で、ステップＳ２０１でＸ線透視許可確認を行う。透視許可の確認は制御部２１で行われる処理であり、透視撮影許可状態かどうかを確認する。確認した結果、透視撮影許可状態であればステップＳ１０５の処理に移動し、透視撮影不可状態であればステップＳ１０１の処理に移行する。
【００３７】
ステップＳ１０６以降の処理は実施例１と同様であるが、ステップＳ１０９で透視撮影を停止した後に、ステップＳ２０２で透視撮影許可を解除する。透視撮影許可の解除は制御部２１で行われ、例えばＧＵＩでユーザが透視撮影モードを選択できないようにする方法や、制御部２１が外部から透視撮影の要求を受信した場合であっても、透視撮影動作を行わないようにする方法などがある。
【実施例３】
【００３８】
実施例１、２における位置判定方法では、Ｘ線センサ１３の周囲の辺とＸ線照射領域Ｔの周囲の辺を用いて判定を行った。本実施例３では、Ｘ線センサ１３の周囲の辺を用いる代りに、Ｘ線センサ１３の内側にある閾値によりマージン幅を設定し、Ｘ線センサ１３よりも僅かに内側の辺を用いて判定を行う。
【００３９】
図８は実施例３の位置判定の説明図であり、Ｘ線センサ１３の内側の一定距離に設けた四角形ＢをＸ線センサ１３の周囲の辺の代りに位置判定に利用する。例えば、四角形ＢはＸ線センサ１３の周囲から概略１ｃｍほど内側に設定されている。なお、上述の撮影方法のプログラムは、ディスク、フロッピなどの記憶媒体に記憶させてＸ線画像撮影装置に供給することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１のＸ線画像撮影装置のシステム構成図である。
【図２】ブロック回路構成図である。
【図３】実施例１の動作フローチャート図である。
【図４】Ｘ線発生部の模式図である。
【図５】Ｘ線照射領域がＸ線センサ内に包含されている状態の説明図である。
【図６】Ｘ線照射領域がＸ線センサ内に包含されない状態の説明図である。
【図７】実施例２の動作フローチャート図である。
【図８】実施例３の位置判定用四角形の説明図である。
【図９】Ｘ線照射領域とセンサ面の不一致の場合の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  回診車
１２  Ｘ線発生部
１３  Ｘ線センサ
１４  表示部
１５  フットペダル
２１  制御部
２２  照射野認識部
２３  位置判定部
２４  Ｘ線絞り
Ｔ  Ｘ線照射領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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