(57)【要約】本発明は人体構造の人体構造部分の撮像、特に人間の脊柱の撮像のための方法及び装置に関する。人体構造部分の投影画像の質及び診断上の価値を高めるため、本発明によれば、人体構造部分の少なくとも関心領域の少なくとも１つの初期投影画像を捕捉し、少なくとも１つの初期投影画像及び／又は他の情報源から関心領域中の人体構造部分の位置及び／又は向きを決定し、人体構造部分についての最適な撮像パラメータをそれらの位置及び／又は向きから決定し、最適な撮像パラメータを用いて人体構造部分の画像を捕捉することが提案される。このように、投影画像の診断上の信頼性を制限するシーンの複雑さ及び過剰投影する構造の混合が考慮に入れられる。望ましい実施例では、少なくとも１つの初期投影画像の情報を用いてスキャン軌跡が決定され、それに沿って源・検出器ユニットが動かされ、脊柱の投影画像を捕捉する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線装置により人体構造の人体構造部分を撮像する方法であって、
上記人体構造の少なくとも関心領域の少なくとも１つの初期投影画像を捕捉する段階と、
上記少なくとも１つの初期投影画像から及び／又は他の情報源から上記関心領域における上記人体構造部分の位置及び／又は向きを決定する段階と、
上記人体構造部分の最適撮像パラメータを上記人体構造部分の位置及び／又は向きから決定する段階と、
上記最適撮像パラメータを用いて上記人体構造部分の画像を捕捉する段階とを含む方法。
【請求項２】
最適な露出及び／又はコリメータ設定は、上記少なくとも１つの初期投影画像中の上記人体構造部分の位置、向き、及び／又は見かけから決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記人体構造部分の投影画像を捕捉するための最適な投影線は、上記人体構造部分の位置及び／又は向きから決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
上記少なくとも１つの初期投影画像は、正面画像及び／又は側面画像として撮像されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
上記少なくとも１つの初期投影画像は、少なくとも２つの投影画像から再構成される全体画像であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６】
上記最適な投影線は、上記関心領域の各人体構造部分について決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項７】
上記人体構造部分の上記捕捉された画像は、別々に表示されるか、表示のための合成画像を形成するために組み合わせることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項８】
上記方法は人間の脊柱を撮像するために使用され、
上記脊柱の少なくとも関心領域の少なくとも１つの初期投影画像を捕捉する段階と、
上記少なくとも１つの初期投影画像からの上記関心領域中の椎骨の位置及び／又は向きを決定する段階と、
上記椎骨についての最適撮像パラメータを上記椎骨の位置及び／又は向きから決定する段階と、
上記最適撮像パラメータを用いて上記椎骨の画像を捕捉する段階とを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
Ｘ線源と上記Ｘ線源に対向するＸ線検出器とを有し、上記Ｘ線源及び上記Ｘ線検出器は、異なる位置及び／又は向きからの人体構造部分の投影画像の捕捉を可能とするよう、互いに対して、また、患者に対して移動可能である、特に人間の脊柱といった人体構造の人体構造部分を撮像するＸ線装置であって、
上記構造の少なくとも関心領域の少なくとも１つの初期投影画像が捕捉されるよう上記Ｘ線装置を制御する制御ユニットと、
上記少なくとも１つの初期投影画像から及び／又は他の情報源から上記関心領域における上記人体構造部分の位置及び／又は向きを決定し、上記人体構造部分の最適撮像パラメータを上記人体構造部分の位置及び／又は向きから決定する処理ユニットとを含み、上記最適撮像パラメータを用いて上記人体構造部分の画像が捕捉されるよう上記最適撮像パラメータは上記制御ユニットによって使用される、Ｘ線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、Ｘ線装置によって人体構造の人体構造部分を撮像する方法、並びに、Ｘ線源とＸ線源に対向するＸ線検出器とを有し、Ｘ線源及びＸ線検出器は、異なる位置及び／又は向きからの人体構造部分の投影画像の捕捉を可能とするよう、互いに対して、また、患者に対して移動可能であるＸ線装置に関する。
【０００２】
ＣＴシステムによって人間の脊柱を撮像する方法は、米国特許第５，９４６，３７０号から公知である。この方法では、ＣＴスカウト画像からの２次元データは椎骨の単純なモデリングを用いたＣＴスキャンからの３次元情報と組み合わされる。しかしながら、患者の脊柱の画像を直立した位置で撮像することが望ましい場合が多い。そのような場合はＣＴシステムを用いることはできない。
【０００３】
ディジタルＸ線撮像では、サブ画像からの画像の合成は、一般的には１回の動作で再現されるには長すぎる細長いシーンの合成画像を形成するために使用される。医用Ｘ線診断では、このような状況は、特に脊柱の画像を撮像するときに生ずる。今日のディジタルＸ線検査装置を用いると、１回の照射で検査されるべき患者の脊柱の領域全体のＸ線画像を形成することは困難であるか更に不可能である。検査されるべき領域の部分の多数の連続的なＸ線画像が形成され、これらの画像は一緒になって領域全体を覆う。この種類の方法は、並進再構成技術とも称され、ＥＰ０６５５８６１Ａ１により公知である。このような技術は、人体構造の他の部分の撮像のためにも使用されうる。
【０００４】
シーンの複雑性により（脊柱の回りには、胸甲、胸郭、腹部、頭部、及び頸部があり、これらも脊柱を撮像するときに撮像される）、また、過度に投影された構造の混合により、投影画像は低品質である場合が多く、診断の信頼性を制限する。正常な湾曲した脊柱が撮像されるときでさえ、投影画像中で隣接する椎骨が互いに重なり合う脊柱部分がある。更に、患者の脊柱が正常でない湾曲をもつ場合、例えば過度な前方への湾曲（脊柱前弯症）、過度な後方への湾曲（脊柱後弯症）又は横方向の湾曲（脊柱側弯症）である場合、かかる重なり合った構造は、脊柱の湾曲した部分において更に生ずるため、投影画像の質を更に低下させる。脊柱の椎骨が軸方向の回転を行う場合に更なる問題が生ずる。このとき、同じ方向から撮像された連続的な投影画像は、異なる角度からの軸方向に回転された椎骨を示すため、これらの画像の診断上の価値を低下させる。
【０００５】
並進再構成技術は、人体構造の大きい部分の全体的なディジタル画像へのアクセスを容易とする。更に、患者とＸ線装置のコリメータの最適な位置決めのために透視方法が使用されうる。しかしながら、この透視データ中に含まれる情報の多くは、現在は人体構造部分の画像の現実的な捕捉の計画及び最適化には使用されていない。
【０００６】
従って、本発明は、より良い画質を与え診断的な価値及び画像の正確さを改善した人体構造部分を撮像する方法及びＸ線装置を提供することを目的とする。
【０００７】
この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の方法及び請求項１７に記載の装置によって達成される。
【０００８】
本発明によれば、少なくとも１つの初期投影画像に含まれる情報は、人体構造部分の関心領域に続く最適な撮像のためにＸ線装置を自動的に再位置決めするために使用されうることが認識されている。これは、初期投影画像中に含まれる情報が、初期画像中のそれらの位置及び／又は向きから人体構造部分についての位置、方向、コリメーション又は露光パラメータといった最適な撮像パラメータを決定するために使用されることを意味する。このような最適な撮像パラメータの決定は、各単一の人体構造部分又は各人体構造部分の群に対して行われうる。その後、最適な撮像パラメータを用いて単一の部分又は部分の群の画像が捕捉され、画像は別々に、即ち連続的に、又は同時に並置して、又は平行移動再構成技術により組み合わされて表示されえ、それにより例えば（捕捉軌跡がこれを可能とするのであれば）脊柱全体の（湾曲した）合成画像を形成する。最適な撮像パラメータを見つけるため、部分又は部分の群の位置及び／又は向きは公知の方法により初期投影画像中で決定される。
【０００９】
少なくとも１つの初期投影画像中に含まれる情報に加えて、又は、情報のほかに、関心となる人体構造部分の位置及び／又は向きを決定するために他の情報源が使用されうる。このような情報源は、人体構造についての一般的な知識、特に、平均的な人体構造の位置及び／又は向きについて、又は、正常でない人体構造の特殊な特徴についての知識、並びに、同じ患者の以前の検査及び／又は画像についての知識でありうる。体重及び／又は身長といった患者についての他の知識もまた他の情報源として使用されうる。
【００１０】
望ましい実施例では、最適な露出及び／又はコリメータ設定は、少なくとも１つの初期投影画像中の人体構造部分の位置、向き、及び／又は見かけから決定される。この実施例では、まず、完全なスキャン、又は、全体画像に選択的に再構成されうる一連の透視画像が捕捉されえ、各画像は全ての捕捉設定を保持する。関心となる部分、例えば脊柱の脊柱側弯症の湾曲の頂点の椎骨を示した後、Ｘ線装置は全ての関心となる部分のスナップショットを自動的に捕捉しうる。これは各部分を視線と整列するために自動的に平行移動されるか、源・対象間距離を減少させること又は検出器・対象間距離を増加させることによって、光学的な倍率のためにズームインしうる。更に、コリメータは関心となる部分のみを照射するよう調整されうる。これは初期捕捉露光設定から得られる最適露光設定、並びに、結果としてのコントラスト、ノイズ、及び／又は黒さで放射されうる。この結果、関心となる部分の個々の最適に位置決めされ、ズームされ、コントラストとされたスナップショットが得られる。
【００１１】
或いは、まず、望ましくは極めて低いＸ線線量で人体構造の正面撮影画像が捕捉される。その中に、関心領域、例えば脊柱の包絡線が描かれる。その後、関心領域が最適にスキャンされ、これは開始位置及び停止位置、コリメーション、及び露光制御が関心領域の内容について最適化されることを意味する。これは、所与の一定のターゲット領域についての折衷であるか又は極めて局部的な適合を可能とし、このときこれらのパラメータは１つの画像から次の画像へ平滑に変化される。これは患者への全体のＸ線線量を減少させる一方で関心領域の画質を大きく改善させる。
【００１２】
望ましくは、人体構造部分の投影画像を捕捉するための最適投影線は、人体構造部分の位置及び／又は向きから決定される。特に、人体構造、例えば脊柱が変形される場合、この変形に投影線を適合させることが有利である。変形の程度によって、人体構造部分の側方及び／又は前方への傾斜角度は各人体構造部分について異なるものであり及び／又は人体構造部分、例えば椎骨の地福方向の回転が生じうる。これは、投影線が人体構造部分の特別な位置及び／又は向きへの適応を必要とする。望ましくは、これは各人体構造部分に対して行われる。
【００１３】
望ましくは、少なくとも１つの初期投影画像は、正面画像又は側面画像として撮影される。初期投影画像の方向の選択は、撮像されるべき投影画像の方向と、検査されるべき人体構造の特定の湾曲に依存する。他の望ましい実施例において、正面及び／又は側面脊柱軸及び／又は椎骨の正面及び／又は側面傾斜角度を決定するために特定の正面及び／又は側面画像が使用される。
【００１４】
本発明の更なる望ましい実施例では、少なくとも１つの初期投影画像は、少なくとも２つの投影画像から再構成される全体画像である。望ましくは、この全体画像は公知の３次元位置の一連の透視画像から決定される。側面全体画像又は正面全体画像でありうる全体画像は、関心領域の人体構造部分の位置及び／又は向きを決定するために使用されうる。
【００１５】
本発明による方法は、人間の脊柱を撮像するために使用されることが望ましく、請求項８に記載の段階を含む。少なくとも１つの初期投影画像に含まれる情報は、脊柱の関心領域又はその特別な部分の続く撮像のためにＸ線装置を自動的に再位置決めするために使用される。このように、最適な撮像パラメータは、初期画像中の椎骨の位置及び／又は向きから椎骨に対して決定される。この最適撮像パラメータの決定は、各単一の椎骨又は椎骨群に対して行われうる。その後、各単一の椎骨又は椎骨群の画像は、最適な撮像パラメータを用いて捕捉され、脊柱全体の（湾曲した）合成画像が捕捉される。最適な撮像パラメータを見つけるため、各単一の椎骨又は椎骨群の位置及び／又は向きは公知の方法により初投影画像中で決定される。
【００１６】
望ましい実施例では、脊柱軸線は少なくとも１つの投影画像から決定され、投影線は脊柱軸線に対して垂直に設定される。或いは、椎骨の傾斜角度は初期投影画像から決定され、投影線は椎骨の端板に対して平行に設定される。望ましくは、これらの望ましい実施例では１つの椎骨当たりに１つの投影線が決定される。横方向又は正面方向からの投影画像の捕捉に依存して、椎骨の正面又は側面の脊柱軸線及び／又は傾斜角度は初期投影画像から決定される。この情報は、正面又は側面スキャン中に各椎体についての投影線と整列するよう動的に角度付けするために使用される。この結果、椎骨の端板に対して出来る限り平行な一連の側方及び／又は正面投影画像が得られ、従ってより良い椎体の画質が得られる。側面画像については、これは側方への大きな湾曲をもつ患者について、妨害的な過剰投影により、また、椎骨の端板に対して投影が殆ど平行でないことにより、低画質の側面画像が得られるという周知の問題を軽減する。
【００１７】
有利な実施例では、椎骨の軸方向の回転は初期投影画像から決定され、投影線は椎骨の軸方向の回転を使用することによって設定される。この情報を用いて、源・検出器ユニットは回転されると共に軸方向の回転について補償するよう椎骨の投影画像を捕捉する。これにより、軸方向の回転が全くないか又はわずかに存在する椎骨の撮影像、即ち、局部的な椎骨座標系に対する現実の正面撮影像が得られる。これらの最小の軸方向の回転撮影画像に対して垂直な捕捉により、現実の側面撮影像が得られる。初期の軸方向回転推定値と残る小さい回転を組み合わせることにより、更に正確な軸方向の回転の測定値が得られる。
【００１８】
他の望ましい実施例では、椎骨の続いて細くされる投影画像についての最適スキャン軌跡が決定される。投影画像の続く捕捉中、Ｘ線源及び検出器は、各椎骨についての最適投影線と整列すべく動的に角度付けられる及び／又は回転され、最適な投影画像が生ずる。
【００１９】
更なる他の望ましい実施例によれば、一対の全体画像に対して３次元脊柱軸モデルが当てはめられ、当てはめられた３次元脊柱軸モデルから最適なスキャン軌跡が決定される。望ましくは、３次元脊柱軸モデルが当てはめられる正面及び側面全体画像が最初に捕捉される。最適なスキャン軌跡は、一連の連続する椎骨についての投影パラメータの折衷のために与えられる平滑な軌跡である。
【００２０】
初期投影画像中の椎骨の位置及び／又は向きを決定するために、特に椎骨の隅及び茎部といった椎骨の解剖学的な目印が使用される。これらの茎部は、椎体の軸方向の回転を決定するために使用されることが望ましく、なぜならば茎部の影の非対称性は椎体が軸方向に回転されたときに脊柱軸線に対して垂直な平面上に現れるからである。
【００２１】
人体構造部分を撮像するための本発明の方法による他の望ましい実施例は、特に人体の脊柱に関連する。
【００２２】
特に、脊柱軸線は、少なくとも１つの投影画像から決定され、最適投影線は脊柱軸線に対して垂直に設定される。特に、椎骨の傾斜角度は少なくとも１つの初期投影画像から決定され、最適投影線は椎骨の端板に対して平行に設定される。特に、椎骨の軸方向の回転は少なくとも１つの初期投影画像から決定され、投影線は椎骨の軸方向の回転を用いて設定される。特に、正面及び／又は側面の脊柱軸及び／又は正面及び／又は側面の椎骨の傾斜角度は、正面又は側面の初期投影画像から決定される。特に、椎骨の続いて捕捉される投影画像についての最適なスキャン軌跡は、各椎骨についての最適投影線に対して動的に整列するようＸ線源及び検出器を角度付ける及び／又は回転することによって決定される。特に、３次元脊柱軸モデルは一対の全体画像に当てはめられ、最適スキャン軌跡は当てはめられた脊柱軸モデルから決定される。特に、椎骨の目印、特に椎骨の隅及び茎部は、椎骨の位置及び／又は向きを決定するために使用される。特に、人体構造部分の位置及び／又は向きを決定するための他の情報源として、人体構造についての一般的な知識、同じ患者の以前の検査及び／又は画像からの知識、及び／又は、体重及び／又は身長といった患者についての他の知識が用いられる。
【００２３】
本発明は、一般的に、人体構造の異なる人体構造部分の撮像のために使用されうる。特に、本発明は、臀部、下肢、例えばｔｈｒｏｃｈａｎｔｅｒ又は大腿骨頭に対する大腿骨の固有の回転、膝及び踵、並びに、胸部を撮像するのに適している。望ましくは、本発明は人間の脊柱又はその部分を撮像するために使用される。
【００２４】
本発明による人体構造の人体構造部分を撮像するためのＸ線装置は、請求項１７に記載され、制御ユニット及び処理ユニットを含む。このＸ線装置は更に開発されえ、更なる望ましい実施例が可能であり、更なる実施例は上述と同一の又は同様の方法で、本発明による方法についての従属項に記載されるように開発されうる。
【００２５】
本発明の上述及び以下の面について、以下の実施例及び添付の図面を参照して詳述する。
【００２６】
図１は、検査されるべき患者１２のＸ線画像を形成するＸ線検査装置を示す側面図であり、かかる装置はＥＰ０６５５８６１Ａ１より公知である。Ｘ線源１及びＸ線検出器２は、例えばＣアームといったキャリア３に接続される。Ｃアーム３は、スリーブ４によって垂直な支持体５に可動に接続される。垂直な支持体は略垂直な回転軸６の回りに回転可能であり、Ｘ線検査装置が設置された部屋の天井に取り付けられた一組のレール７から吊り下げられる。患者台８は、柱１０に取り付けられたフレーム９に可動に接続される。フレーム９は、Ｘ線源１に対する台の高さを調整するよう柱１０に沿って上下に移動されうる。患者台は、患者１２が載せられた患者台８の長手方向の変位を可能とするために、フレーム９に対して可動である。Ｘ線源１及びＸ線検出器２を具備するＣアーム３は、水平なプロペラ軸１４の回りに角度をつけ、第２の水平な患者軸１５の回りに回転されえ、両方の軸は互い対して垂直であり、垂直回転軸６に対して垂直である。
【００２７】
この形態で、患者１２は検査中に患者台８の上に置かれ、Ｘ線源１及びＸ線検出器２を具備するＣアーム３と患者１２を載せた患者台８とが互いに対して変位され、別々の相対的な位置において別々のＸ線画像が形成される。或いは、検査中に患者１２が直立して立つことが可能であり、このときＣアーム３は患者１２に沿って垂直に動かされる。これは、脊柱を撮像するために使用される通常のシステムと通常の患者位置である。
【００２８】
Ｘ線画像増倍器２によりＸ線画像増倍器２入口スクリーンにおけるＸ線画像から導出される光画像はカメラ１３によってピックアップされ、画像信号は更なる処理のために画像処理ユニット１６へ転送される。その中で、患者１２の脊柱の異なる位置から連続的に得られた幾つかのサブ画像は、合成画像を形成するために組み合わされうる。更に、Ｘ線源１及びＸ線検出器２を患者１２に対して異なる位置及び異なる角度にして導出される幾つかのＸ線画像の画像データは、例えば患者の或るスライスの所望の画像又はある方向からの投影画像を計算するために使用されうる。サブ画像、合成画像、又は他の計算された画像は、連続的に又は並置してディスプレイ上に表示されうる。
【００２９】
Ｘ線装置、特に患者台８のＣアーム３の動きは、制御ユニット１７によって制御される。人間の脊柱の撮像のために、脊柱の隣接する部分から連続的にサブ画像（投影画像）が得られ、患者１２は、患者台８の上で水平位置にあるか、直立位置にある。体の中の脊柱の周りの幾つかの重なり合う構造により、また、脊柱の隣接する椎骨の重なり合いにより、また、前方、後方、及び／又は側方への脊柱の湾曲により、サブ画像の捕捉中に、Ｘ線検査装置は、投影線１８、即ち源１の中心から検出器２の中心への線が実際に撮像される１以上の椎骨の位置に合わされるよう制御される。これは、Ｃアーム３が、例えば粗い全体画像といった少なくとも１つの初期投影画像から予め計算されるスキャン軌跡に依存して、サブ画像の捕捉中に、プロペラ軸１４の回りに角度を付けられる及び／又は患者軸１５の回りに回転されることを意味する。これは、図２乃至５を参照して詳述される。
【００３０】
図２Ａは、人間の脊柱の正常な正面図を示し、図２Ｂは、人間の脊柱の正常な側面図を示す。図中、符号「Ａ」及び「Ｂ」で示すように、重なり合う構造がある領域があり、即ち、隣接する椎骨の部分は患者軸１５に対して垂直な任意の水平方向で撮影された投影画像中では重なりあうことがある。従って、このような画像の診断的な価値は下がる。この重なり合いが生ずる原因は、領域Ａ及びＢにおいて椎骨Ｖの端板Ｅ１，Ｅ２が患者１５に対して垂直に向けられた水平な平面に対して平行でないことである。この問題は、脊柱の他の領域、例えば脊柱が正常な脊柱後弯症を示す領域Ｃ又は脊柱が正常な脊柱前弯症を示す領域Ｄでも生じうるものである。この問題は、患者の脊柱が更に湾曲しており、即ち正常でない脊柱後弯症又は正常でない脊柱前弯症を示すときに更に悪くなる。脊柱軸線１９は図２Ｂに示すように更に湾曲する。
【００３１】
更に、脊柱は正面図中で横の方向に湾曲することがあり及び／又は１以上の椎骨は、椎骨の端板Ｅ１，Ｅ２が患者軸１５に対してまた図２Ｂの図の平面に対して垂直な横方向の水平な投影線に対して水平でないよう、横方向に傾斜されうる。このような横方向の傾斜された椎骨は、特に患者が脊柱側弯症であるとき、即ち脊柱軸線が横方向に湾曲しているときに生ずる。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施例を示す図である。この実施例では、患者１２の脊柱２０の正面撮影像が捕捉される。望ましくは、これらの正面撮影像は、患者１２が直立しているときに捕捉される。本発明によれば、まず、望ましくは脊柱２０を完全に含む少なくとも１つの初期投影画像として、望ましくは低いＸ線線量で側面全体画像が捕捉される。全体画像は、脊柱２０の異なる位置の幾つかの初期投影画像から決定される。その中で、例えば脊柱２０全体又は一部である関心領域が示されうる。次に、公知の手段により脊柱軸線２１が検出され、公知の方法により関心となる椎骨の横方向傾斜角度αが測定される。この、脊柱軸線２１及び／又は傾斜角度に関する情報は、軸線２１に対して垂直は一組の投影線１８１、１８２、１８３、１８４を発生するために使用される。図３に示されるように、投影線１８３についての傾斜角度α１は、投影線１８４の傾斜角度α２から逸脱する。一般的に、ここでは傾斜角度は患者軸１５に対する椎骨の両方の端板の平均角度として定義される。投影線と患者軸１５との間の角度は、各椎骨についてのこの傾斜角度と等しくされる。
【００３３】
望ましくは、関心領域中の各椎骨に対して１つの投影線が決められる。これらの全ての投影線から（図３中、４つの投影線１８１乃至１８４が示されているが、実際上は更に多くの投影線がある）スキャン軌跡が発生され、これに沿ってＸ線源１及びＸ線検出器２は脊柱２０の投影画像の続く捕捉中に動的に動かされる。従って、Ｘ線源１及びＸ線検出器２は、各椎体に対する投影線と整列するよう動的に角度がつけられる。これにより、椎体の端板に対して出来る限り平行に全てが延在する一連の正面投影が得られる。これは、妨害的な過剰投影による、また、投影が椎骨の端板に対して殆ど平行ではないことによる前方又は後方への湾曲が大きい患者について低画質の正面画像が生ずるという周知の問題を軽減する。
【００３４】
捕捉された投影画像は、合成画像を形成するよう組み合わされてもよく、この組み合わせは更なる処理の手間を必要とし、又は、投影画像は別々に表示されうる。各画像の角度付けは、横方向の傾斜角度の大まかな印として、また画像の解釈を可能とするよう、画像とともに示される。
【００３５】
本発明の他の実施例について、図４を参照して説明する。図４に示す脊柱軸線１９は、横方向に湾曲する。更に、椎骨Ｖ１乃至Ｖ６は矢印Ｒによって示されるように椎骨軸線１０の回りに回転される。脊柱側弯症をもつ患者の脊柱は、一般的にはかかる湾曲及びかかる椎骨の回転を示す。
【００３６】
本発明によれば、まず、１以上の初期の正面投影画像が捕捉される。そこから椎骨の軸方向の回転が推定又は測定され、即ち特に椎体中心に対する茎位置を比較される。各椎骨に対して、又は、各椎骨群に対してこの情報を使用して、投影画像は椎骨の軸方向の回転について補償するよう源・検出器ユニットを回転させつつ捕捉される。これにより、例えば局部的な椎骨座標系に対して現実の正面撮影像中に軸方向の回転が全くないか又はわずかに存在する椎骨の撮影像が得られる。これらの最小の軸方向の回転撮影画像に対して垂直な捕捉により、現実の側面撮影像が得られる。初期の軸方向回転推定値と残る小さい回転を組み合わせることにより、更に正確な軸方向の回転の測定値が得られる。図４に示すように、投影線１８５、１８６、１８７は、この投影線に沿って撮像されるべき椎骨の回転とは独立に脊柱軸線１９の回りを回転される。
【００３７】
第２の実施例について、図５を参照して詳述する。図５中、２つの主な曲線を有する脊柱２０の正面撮影像が示される。このような湾曲は、脊柱側弯症をもつ患者の場合にあらわれる。高画質の側面投影画像を捕捉するために、まず、正面の全体画像が捕捉される。望ましくは、そのなかに脊柱軸線が完全に、又は、脊柱軸線の少なくとも関心領域が示される。全体画像から、脊柱軸線が検出されるか示され、及び／又は、関心となる幾つか又は全ての椎骨の正面傾斜角度βが測定される。この情報又は傾斜角度βを用いて、脊柱軸線に対して垂直な一組の投影線１８８、１８９、１９０、１９１が生成される。望ましくは、１つの椎骨当たりに１つの投影線が発生される。傾斜角度βは、ここでは、図５に示すように撮像されるべき椎骨の端板に対して平行に延びる投影線と患者軸１５との間の角度として定義される。図から明らかであるように、傾斜角度β１及びβ２は脊柱の横方向の湾曲によりかなり異なる。
【００３８】
投影線１８８乃至１９１から、スキャン軌跡２３が発生され、これに沿ってＸ線源１及びＸ線検出器２が動かされると共に脊柱２０の投影画像を捕捉する。従って、各椎体及び各椎体群に対する投影線と整列するよう、源・検出器ユニットは側面撮影像へ回転され、開始から停止位置から平行移動され、動的に角度付けられる。これにより、椎骨の端板に対して全てが出来る限り平行である一連の横方向の投影が得られる。これは、大きい側方への湾曲をもつ患者について、妨害的な過剰投影により、また、椎骨の端板に対して投影が殆ど平行でないことにより、低画質の側面画像が得られるという周知の問題を軽減する。
【００３９】
本発明の望ましい実施例について上述した。しかしながら、請求の範囲は上述した実施例に限られるものではない。本発明の変更及び更なる実施例もまた可能である。特に、正面全体画像及び側面全体画像は、これらの画像に対する３次元脊柱軸モデルに一致するために、また、そこから一連の画像が捕捉される最適３次元スキャン軌跡を計算するために捕捉されうる。
【００４０】
本発明によれば、Ｘ線源及び検出器の位置は、脊柱の特定の部分の最適な撮影像を自動的に得るために画像情報によって制御されうる。画像情報は、コリメーション、露光パラメータ、及び、投影の向きについての自動的な最適調整のために使用されうる。本発明の方法を実行するために使用されることが望ましいＸ線装置は、水平及び垂直の平行移動のために２つの軸に沿った動きと、少なくとも２つの軸の回りの動きとを可能とすべきであり、即ち、Ｃアーム又はＵアームのような回転及び角度付けを可能とすべきである。更に、露光、コリメーション及び投影幾何形状は完全に制御可能であるべきであり、幾何形状、テーブル位置、露光及びコリメーション設定といった全ての画像捕捉情報の登録が可能であるべきである。望ましくは、操作者又は自動アルゴリズムが中間画像又は全体画像から導出しうる情報を用いて捕捉設定を決定することが可能であるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるＸ線画像を形成するＸ線検査装置を示す側面図である。
【図２Ａ】
脊柱の正面撮影像を示す図である。
【図２Ｂ】
脊柱の側面撮影像を示す図である。
【図３】
本発明による正面投影画像の捕捉について示す図である。
【図４】
本発明による軸方向に回転された脊柱の投影画像の捕捉について示す図である。
【図５】
本発明による側面投影画像の捕捉について示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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