(57)【要約】【課題】Ｘ線検出器に到達するＸ線の線量は不均一であり、重複部分で撮影ごとに異なるため、つなぎ合わされる画像毎に重複部分の濃度の違いが発生し、そのため、画像の診断に不都合が発生する可能性があり、再撮影により不要なＸ線被曝を招く恐れがある。【解決手段】被検体なし撮影を事前に行い、長尺撮影時の撮影画像の予測画素値を計算し、その結果から長尺撮影時の撮影条件を決定する。その撮影条件を用いて長尺撮影を行い、つなぎ目の目立たない合成画像を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線検出器を移動して被写体を複数回に分けて撮影することで長尺撮影する長尺撮影手段を有する医用画像撮影装置において、
前記長尺撮影手段を用いて撮影した被検体なし画像を記憶する被検体なし画像記憶手段と、
前記被写体なしの撮影時の撮影条件を記憶する被検体なし撮影条件記憶手段と、
Ｘ線検出器の位置情報を取得する検出器位置情報取得手段と、
前記被写体なし画像と検出器位置情報とに基づいて長尺撮影時に所定部位での線量が一致するように撮影条件を決定する撮影条件決定手段と、
前記撮影条件決定手段によって得られた撮影条件を通知する撮影条件通知手段と、を有することを特徴とする医用画像撮影装置。
【請求項２】
前記撮影条件通知手段は、前記医用画像撮影装置のユーザインタフェース上に撮影条件を表示し、通知する通知手段であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
【請求項３】
前記撮影条件通知手段は、前記撮影条件決定手段によって得られた撮影条件を撮影条件制御手段へ通知する通知手段であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
【請求項４】
前記被検体なし画像は、撮影時のヒール効果を認識できる画像を取得するための被写体を前記Ｘ線検出器の前面に配置して撮影した画像であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の医用画像撮影装置。
【請求項５】
Ｘ線検出器を移動して被写体を複数回に分けて撮影することで長尺撮影する長尺撮影手段を有する医用画像撮影方法において、
前記長尺撮影手段を用いて撮影した被検体なし画像を記憶する工程と、
前記被写体なしの撮影時の撮影条件を記憶する工程と、
Ｘ線検出器の位置情報を取得する工程と、
前記被写体なし画像と検出器位置情報とに基づいて長尺撮影時に所定部位での線量が一致するように撮影条件を決定する工程と、
得られた撮影条件を通知する工程と、を有することを特徴とする医用画像撮影方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管より被検体にＸ線を照射し、その被検体を透過したＸ線を、立位スタンドまたは臥位テーブルなどに付設されたＸ線検出器で検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長尺撮影を行うために、被検体に対する長尺撮影全領域を複数の撮影領域に分割し、分割された各撮影領域でＸ線検出器により検出されたＸ線を処理して分割画像データを収集し、その画像データを繋いで長尺の画像データを作成するＸ線撮影装置が知られている。この種のＸ線撮影装置においては、被検体にＸ線を照射するＸ線照射装置が、天井吊り保持装置によって天井から吊って保持されている。天井吊り保持装置はＸ線照射装置を上下左右に駆動移動できるように構成されている。
【０００３】
また、Ｘ線照射装置に被検体を挟んで対向するように、被検体を透過したＸ線信号を検出するＸ線検出器を有するＸ線検出装置が設けられている。このＸ線検出装置が立位撮影台に上下方向に駆動移動可能に設けられている。Ｘ線検出装置には、Ｘ線検出器で検出したＸ線信号を読み出して画像データを収集する画像データ収集装置と、この画像データ収集装置で収集した画像データに各種の画像処理を施して所望の画像データを得る画像処理装置とが接続されている。
【０００４】
上記のＸ線撮影装置において、長尺撮影を行う際には、被検体の長尺撮影領域を複数の撮影領域に分割した撮影で得られた画像データを繋いで長尺の画像データを得る手法がある。この手法では、Ｘ線撮影角の広がり方向に沿って分割撮影を行い、撮影された複数の画像を画像合成処理によりつなぎ合わせて１枚の合成画像とする。また、長尺撮影での分割撮影時にはＸ線管球を対軸方向に回転させるため、Ｘ線の照射方向が同一で、視線方向が変わらないので、つなぎ目で正確に画像が合う（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４２９２８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術においては、撮影毎にＸ線管とＸ線検出器の幾何学的位置の違いが発生し、また、Ｘ線管の特性により線量、線質が対軸方向で不均一となるヒール効果が生じるため、Ｘ線検出器に到達するＸ線の線量が重複部分で撮影毎に異なる。つなぎあわされる画像毎に重複部分の濃度の違いが発生し、画像の診断に不都合が発生する可能性がある。また、そのような場合、再撮影をすることになれば不要なＸ線被曝を招く恐れもある。
【０００７】
その不都合を回避するために画像処理により濃度を一致させることも考えられるが、一番濃度の低いところに合わせるため、得られる画像に比べ、患者の被ばく線量は多い事になる。さらに、重複部分での線量の不一致があまりにも大きい場合、画像にノイズが生じ、回避不可能となってしまう。
【０００８】
さらに、Ｘ線管球を回転させずに、コリメーション切り替えにより照射部分を制御し複数回の撮影を行うこともできる。しかし、検出器の重複部分の線量を合わせることができるが、あまり長い領域は撮影できないことと、十分な線量を得るのにＸ線管球に負担がかかる可能性がある。
【０００９】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、重複部分で線量を一致させた長尺撮影を行い、つなぎ目の目立たない合成画像を得ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の医用画像撮影装置は、Ｘ線検出器を移動して被写体を複数回に分けて撮影することで長尺撮影する長尺撮影手段を有する医用画像撮影装置において、前記長尺撮影手段を用いて撮影した被検体なし画像を記憶する被検体なし画像記憶手段と、前記被写体なしの撮影時の撮影条件を記憶する被検体なし撮影条件記憶手段と、Ｘ線検出器の位置情報を取得する検出器位置情報取得手段と、前記被写体なし画像と検出器位置情報とに基づいて長尺撮影時に所定部位での線量が一致するように撮影条件を決定する撮影条件決定手段と、前記撮影条件決定手段によって得られた撮影条件を通知する撮影条件通知手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検体なし画像、Ｘ線管位置情報、Ｘ線検出器位置情報を用いて長尺撮影時のＸ線管の管電流を計算することで、撮影毎に重複部分で線量を等しくでき、撮影画像の重複部分で濃度を一致させることができる。従って、画像合成時につなぎ目の目立たない合成画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】被検体なし撮影時に取得した画像の画素値の分布を示す図である。
【図４】長尺撮影時のＸ線管球とＸ線検出器との相対位置を示す図である。
【図５】長尺撮影時の予測画素値の分布を示す図である。
【図６】長尺撮影時の全撮影時の予測画素値の分布を示す図である。
【図７】撮影条件決定後の長尺撮影時の予測画素値の分布を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すに過ぎない。また、以下の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本発明の課題解決手段として必須のものであるとは限らない。
【００１４】
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、医用画像撮影装置は、Ｘ線管球１０００、Ｘ線検出器１００１、長尺撮影部１００２、回転部１００３、被検体なし画像記憶部１００４、被検体なし撮影条件記憶部１００５、管球回転情報取得部１００６、検出器位置情報取得部１００７、撮影条件決定部１００８、撮影条件通知部１０１０、撮影条件制御部１０１１及び検出器移動部１０１２を備える。
【００１５】
ここで、Ｘ線管球１０００は被写体ＰにＸ線を照射する。Ｘ線管球１０００より照射されて被写体Ｐを透過したＸ線はフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）であるＸ線検出器１００１によって検出される。このとき、Ｘ線管球１０００は回転部１００３によりＸ線検出器１００１の方向に垂直となるように向けられている。そして、Ｘ線検出器１００１により被写体Ｐを１回撮影するための長尺撮影部１００３が設けられている。長尺撮影部１００３によって撮影された被検体なし画像は、被検体なし画像記憶部１００４によって記憶される。また、このときの管電圧値、管電流値等の撮影条件は、被検体なし撮影条件記憶部１００５によって記憶される。
【００１６】
撮影条件決定部１００８は、管球回転情報取得部１００６によって得られる管球回転情報であるＸ線管球１０００の回転角度と、Ｘ線検出器１００１との距離と、検出器位置情報取得部１００７によって得られる検出器位置情報であるＸ線検出器１００１の高さ方向の位置とを利用する。撮影条件決定部１００８は、それらの情報に基づいて、被検体なし画像と被検体なし撮影条件とから、長尺撮影で被検体Ｈを撮影する場合にそれぞれの所定部位（重複部分）でそれぞれの線量がほぼ同一となるように撮影条件を決定する。そして、撮影条件通知部１０１０はその撮影条件をユーザに通知する。
【００１７】
最後に、長尺撮影部１００２は、撮影条件記憶部１００９によって記憶された撮影条件を撮影条件制御部１０１１によりＸ線管球１０００に設定する。そして、検出器移動部１０１２はＸ線検出器１００１を移動させながら被検体Ｈを複数回撮影することで長尺撮影を行う。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る医用画像撮影装置の処理を示すフローチャートである。ステップＳ１において被検体なし撮影条件と被検体なし画像が記憶されているかを確認する。記憶されていれば被検体なし撮影を実施する必要がないので、処理はステップＳ４に移行する。一方で、それらが記憶されている場合は処理はステップＳ２に移行し、被検体なし画像を得るために、被検体を長尺撮影する場合に想定されるＸ線管−Ｘ線検出器間の距離と同様に調整する。
【００１９】
そして、Ｘ線管をＸ線照射方向がＸ線検出器に垂直となるように向け、Ｘ線の照射を行う。このとき、Ｘ線焦点内で線質が均等でなくなるヒール効果の影響を認識できるように、被検体なし画像に反映するため、被検体に相当する透過率を持つ板をＸ線検出器の前面に配置する。このとき自動露出制御（ＡＥＣ）を用い、その時の管電圧値、管電流値を含む撮影条件はステップＳ３で被検体なし撮影条件記憶部により記憶される。また、Ｘ線検出器によって得られた画像を被検体なし画像記憶部により記憶する。
【００２０】
次に、ステップＳ４で実際に被検体の長尺撮影する部位の長さに応じ、複数回の撮影ごとにＸ線管球の回転角度、Ｘ線検出器の位置をそれぞれ決定する。この決定方法は、ユーザの目視によりＸ線検出器の移動、Ｘ線管球の回転を行ってもよいし、被検体の撮影部位の長さから計算してもよい。そしてステップＳ５で、それらの幾何学的条件より、被写体なし撮影条件を用いた場合のすべての重複部分の線量値を、Ｘ線源から放射される放射の強度は距離の二乗に反比例するという逆二乗の法則により被検体なし画像から計算し、求める。ここで、計算の対象は線量値を求めるべき重複部分の中心点であっても、すべてであってもよい。そして、計算された複数の重複部分の線量値をそれぞれ合わせるように、長尺撮影時の各撮影ごとのＸ線管電流を決定する。この場合、合わせ方は、いずれかの撮影の重複部分の線量値を基準として他の撮影時のＸ線管電流を調整するか、平均して被検体なし撮影時の線量値と同様になるように調整してもよい。
【００２１】
そしてステップＳ６において、決定された撮影条件が医用画像撮影装置のユーザインタフェース上の表示によってユーザに通知される。最後にステップＳ７において、被検体を配置して、上記フローにより決定された撮影条件を用いて長尺撮影を行う。上述した撮影条件決定部１００８で被検体Ｈの長尺撮影時の撮影条件を決定する一例を以下に示す。被検体なし画像、被検体なし撮影条件が被検体なし画像記憶部１００４、被検体なし撮影条件記憶部１００５によって記憶されていなかった場合、被検体なし撮影を行う。このとき、図１に示すようにＸ線検出器１００１の前面に、被検体に相当する透過率を持つアクリルなどの板である被写体Pを配置した状態で撮影を行う。また、この被検体なし撮影ではＡＥＣを用いて自動で撮影条件を決定し、決定された下記のような撮影条件を被検体なし撮影条件記憶部１００５により記憶する。
管電圧：１００ｋＶ
管電流：３００ｍＡ
照射時間：０．１秒
撮影距離：２００ｃｍ
【００２２】
また、このとき、Ｘ線管球１０００はＸ線検出器１００１に図１に示すように垂直に向けられ照射されたこととする。そして、この被検体なし撮影で得られた画像の体軸方向の画素値の分布が図３のようになっていたとする。
【００２３】
次に、実際の被検体Ｈの長尺撮影する部位の長さから、図４に示すようにＸ線管球１０００、Ｘ線検出器１００１の３撮影分の位置情報が決定したとする。ここで、図４のＸ線検出器上の数字はそれぞれ、１番目の撮影時のＸ線検出器の位置、２番目の位置、３番目の位置を表す。
【００２４】
また、Ｘ線管球１０００はＸ線検出器１００１のそれぞれの撮影毎に中心に向けられた角度に指定されていることとする。図４でＸ線検出器右側の英字は体軸方向の座標を表すための記号であり、ＡＢ間は１番目の撮影時のＸ線検出器の体軸方向の上端から２番目の撮影時のＸ線検出器との重複部分の中点までの間を表す。ＢＣ間、ＣＤ間もそれぞれ同様である。図４では１番目の撮影時のＸ線管球の角度、位置を表している。
【００２５】
ここで、被検体なし撮影時の画素値の分布、Ｘ線検出器１００１の位置、Ｘ線管球１０００の角度、位置が決定しているので、１番目の撮影時のＸ線検出器１００１に到達する線量分布を計算により予測することができる。その計算時の撮影条件は被検体なし撮影条件記憶部１００５によって記憶されている撮影条件を用いたこととする。
【００２６】
計算方法としては、Ｘ線源から放射される放射の強度は距離の二乗に反比例するという逆二乗の法則より算出するという方法をとる。このとき、空気による線減弱係数は骨の線減弱係数に比べ非常に小さいため、無視してもよい。
【００２７】
図５に計算された１番目の撮影時の画素値の分布を示す。重複部分での線量を合わせるためにはＡ、Ｂの２ヶ所の画素値を計算するだけでよいが、ここでは解釈しやすいようＡＢ間の画素値の分布を示している。同様に２番目、３番目のＢＣ間、ＣＤ間の画素値の分布を求める。その結果を図６に示す。
【００２８】
ここで、本発明の目的であるＢ点、Ｃ点での線量を一致させるため、まずＢ点での１番目の撮影と２番目の撮影時の予測画素値を比較する。ここで、Ｂ点での１番目の撮影での予測画素値がＢ点での２番目の撮影での予測画素値の０．８倍であった場合、１番目の撮影時の管電流を１．２５倍すればＢ点での線量が一致することになる。つまり、１番目の撮影の管電流を３７５ｍＡとすればよい。
【００２９】
次に、Ｃ点での２番目の撮影と３番目の撮影時の予測画素値を比較する。ここで、Ｃ点での２番目の撮影での予測画素値がＣ点での３番目の撮影での予測画素値の０．６倍であった場合、３番目の撮影時の管電流を０．６倍すればＣ点での線量が一致することになる。つまり、３番目の撮影の管電流を１８０ｍＡとすればよい。
【００３０】
結果として、１番目の撮影の管電流を３７５ｍＡ、２番目の撮影の管電流を３００ｍＡ、３番目の撮影の管電流を１８０ｍＡとして撮影条件記憶部１００９により記憶すればよいことになる。ここで、管電流以外は被検体なし撮影条件と同じである。この撮影条件で撮影を行った場合、理想的な場合であれば、図７のような画素値の分布になるはずである。また、本例では２番目の撮影の予測画素値に合わせるように管電流を計算したが、任意の撮影の予測画素値を基準としてよい。
【００３１】
最後に、図８のように被検体ＨをＸ線検出器１００１の前面に配置し、撮影条件記憶部１００９によって記憶された撮影条件を撮影条件通知部１０１０によりユーザに通知する。そしてユーザは撮影条件制御部１０１１によりＸ線管球を通知された撮影条件の通りに設定し、検出器移動部１０１２によりＸ線検出器を移動させながら被検体Ｈを複数回撮影する事で長尺撮影を行う。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態におけるステップＳ５では、管電流の増減によりＸ線検出器１００１の重複部分に到達する線量を合わせた。しかし、線量値は管電流値とＸ線照射時間の積であるため、Ｘ線照射時間の増減によっても線量を合わせることができる。第１の実施形態の場合だと、Ｂ点での線量を一致させるには、照射時間を１．２５倍にすればよいので、１番目の撮影の照射時間を０．１２５秒とすればよい。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態のステップＳ６では、撮影条件決定部１００８によって決定された撮影条件をユーザインタフェース上に表示し通知した。しかし、決定された撮影条件は、直接ユーザに通知されなくとも、被検体を長尺撮影するときに撮影条件制御部１０１１に通知され制御されてもよい。
【００３４】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００３５】
１０００：Ｘ線管球、１００１：Ｘ線検出器、１００２：長尺撮影部、１００３：回転部、１００４：被検体なし画像記憶部、１００５：被検体なし撮影条件記憶部、１００６：管球回転情報取得部、１００７：検出器位置情報取得部、１００９：撮影条件記憶部、１００８：撮影条件決定部、１０１０：撮影条件通知部、１０１１：撮影条件制御部、１０１２：検出器移動部
【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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