(57)【要約】      （修正有）【課題】1つの撮影系しかないX線撮影装置においても、関心領域が、取得するX線透過像から外れないように撮影系の位置を制御する。【解決手段】X線源及びX線検出器が位置する第1の位置で取得した第1のX線透過像上で、被検体の関心領域を設定し、関心領域特徴量を算出する関心領域設定手段と、回転移動手段により第1の位置から回転移動した第2の位置で取得した第2のX線透過像上で、第1の関心領域特徴量に相等する関心領域を抽出する関心領域抽出手段と、第1及び第2のX線源及びX線検出器の位置情報と、第1の関心領域の位置情報と、第2の関心領域の位置情報と、を用いて関心領域の空間位置を算出する関心領域位置算出手段と、関心領域の空間位置に基づいてX線源及びX線検出器の移動補正量を算出する撮影系位置補正量算出手段と、移動補正量に基づいて、X線源及びX線検出器の位置を補正する撮影系位置制御手段と、を備える。【選択図】図３
2013180024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向して配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出して前記被検体のＸ線透過像を出力するＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を対向配置したまま前記被検体に対し回転移動させる回転移動手段と、前記Ｘ線透過像を取得した際の前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の幾何学的な位置情報を算出する撮影幾何学情報算出手段と、を有するＸ線撮影装置において、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器が位置する第１の位置で取得した第１のＸ線透過像上で、前記被検体の関心領域を設定し、該関心領域における関心領域特徴量を算出する関心領域設定手段と、
前記回転移動手段により前記第1の位置から回転移動した第２の位置で取得した第２のＸ線透過像上で、前記算出した第１のＸ線透過像上の関心領域における関心領域特徴量に相等する関心領域特徴量を有する関心領域を抽出する関心領域抽出手段と、
前記第1及び第２のＸ線源及びＸ線検出器の位置情報と、前記第１の位置で設定した関心領域の位置情報と、前記第２の位置で抽出した関心領域の位置情報と、に基づいて関心領域の空間位置を算出する関心領域位置算出手段と、
前記算出した関心領域の空間位置に基づいて前記Ｘ線源及びＸ線検出器の移動補正量を算出する撮影系位置補正量算出手段と、
前記移動補正量に基づいて、前記Ｘ線源及びＸ線検出器の位置を補正する撮影系位置制御手段と、を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記撮影系位置補正量算出手段は、
前記回転移動手段により前記第２の位置から回転移動する第３の位置で取得する第３のＸ線透過像上に、前記第１のＸ線透過像上で設定した関心領域が入るために必要な前記第３の位置からの前記移動補正量を前記算出した関心領域の空間位置に基づいて算出し、
前記撮影系位置制御手段は、
該移動補正量に基づいて、前記第３の位置における前記Ｘ線源及びＸ線検出器の位置を補正する撮影系位置制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記撮影系位置補正量算出手段は、前記第１のＸ線透過像上で設定した関心領域の位置が、前記第３の位置で取得する第３のＸ線透過像上で、同一位置または近似位置となるように、前記第３の位置からの移動補正量を前記算出した関心領域の空間位置に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記撮影系位置補正量算出手段によって算出される前記移動補正量は、前記回転移動手段の回転中心の移動量であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記撮影系位置補正量算出手段によって算出される前記移動補正量は、前記Ｘ線源のＸ線焦点と、前記関心領域位置算出手段によって算出された関心領域の空間位置と、を結ぶ直線上に前記Ｘ線検出器が来るために必要な位置補正量を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記関心領域設定手段によって算出される関心領域特徴量は、前記第１のＸ線透過像上で設定した関心領域の画素における、画素値の平均値、標準偏差、または重心座標の何れか一つを含むものとすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記第１の位置で設定した関心領域に相等する関心領域を抽出する前記第２の位置を、前記第１の位置からの回転角度を用いて操作者によって設定する関心領域抽出位置設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】
前記関心領域設定手段は、前記第１の位置で取得した第１のＸ線透過像上の画像中心を含む予め設定した領域内の画素の平均値及び標準偏差の少なくとも何れか一方に基づいて連結領域を算出し、該連結領域に基づいて前記関心領域特徴量を算出することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】
前記関心領域設定手段は、表示装置に表示された前記第１の位置で取得した第１のＸ線透過像上で操作者によって点入力によって指定した画素値に基づいて連結領域を算出し、該連結領域に基づいて前記関心領域特徴量を算出することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１０】
前記関心領域設定手段は、表示装置に表示された前記第１の位置で取得した第１のＸ線透過像上で操作者によって指定した領域内の画素の平均値及び標準偏差の少なくとも何れか一方に基づいて連結領域を算出し、該連結領域に基づいて前記関心領域特徴量を算出することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の周りを回転しながらX線撮影を行なう回転撮影機能を備えたX線撮影装置において、特に、被検体に対するX線源とX線検出器の位置合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
X線撮影装置には、X線を発生するX線源と、X線源から照射され被検体を透過した透過X線を検出するX線検出器と、をアームの両端に設置し、このアームを回転させることで任意の角度から被検体のX線透過像を取得するものがある。
【０００３】
また、X線源，X線検出器をそれぞれ2つずつ備え、この2つの撮影系を用いて被検体に対し2つの角度から同時にX線透過像を取得することが可能な、一般にバイプレーン型と言われるX線撮影装置がある。
【０００４】
特許文献1には、バイプレーン型のX線撮影装置において、アームを回転させて被検体のX線透過像を取得する際、アームの回転中心を被検体の関心領域に合わせることで、アームの回転角度に関わらず、常に被検体の関心領域を、取得するX線透過像の中心に位置させることについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4703119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、特許文献1では、アームの回転中心を被検体の関心領域に合わせる際、関心領域の空間位置を、それぞれ異なる角度で配置した2つの撮影系の位置を用いて検索しているため、X線源，X線検出器及びアームを1セットしか備えていないX線撮影装置では、関心領域の空間位置を検出することができなかった。そのため、アームが回転角度によっては、取得するX線透過像から被検体の関心領域が外れるという恐れがあった。
【０００７】
上記問題を鑑みて、本発明は、1つの撮影系しかないX線撮影装置においても、アームを回転させて被検体の関心領域のX線透過像を取得する際、関心領域が、取得するX線透過像から外れないように撮影系の位置を制御するX線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明に係るX線撮影装置は、X線源及びX線検出器が位置する第1の位置で取得した第1のX線透過像上で、被検体の関心領域を設定し、この関心領域における関心領域特徴量を算出する関心領域設定手段と、回転移動手段により第1の位置から回転移動した第2の位置で取得した第2のX線透過像上で、関心領域設定手段によって算出した第1のX線透過像上の関心領域における関心領域特徴量に相等する関心領域特徴量を有する関心領域を抽出する関心領域抽出手段と、第1及び第2のX線源及びX線検出器の位置情報と、第1の位置で設定した関心領域の位置情報と、第2の位置で抽出した関心領域の位置情報と、を用いて関心領域の空間位置を算出する関心領域位置算出手段と、関心領域位置算出手段によって算出した関心領域の空間位置に基づいて前記X線源及びX線検出器の移動補正量を算出する撮影系位置補正量算出手段と、この移動補正量に基づいて、X線源及びX線検出器の位置を補正する撮影系位置制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、1つの撮影系しかないX線撮影装置においても、アームを回転させて被検体の関心領域のX線透過像を取得する際、関心領域が取得するX線透過像から外れないように撮影系の位置を制御するX線撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用されるX線撮影装置1を示す概略構成図。
【図２】撮影部制御手段100の構成を説明するための図。
【図３】撮影系位置補正量設定手段400の構成を説明するための図。
【図４】撮影系位置補正量設定手段400を説明するための図。
【図５】本発明の動作順序を説明するためのフローチャート図。
【図６】関心領域の設定を行う際の動作順序を説明するためのフローチャート図。
【図７】関心領域を点入力にて設定の際の画像表示の一例。
【図８】関心領域を領域入力にて設定の際の画像表示の一例。
【図９】関心領域を抽出する際の動作順序を説明するためのフローチャート図。
【図１０】関心領域の空間位置座標の算出方法を説明するための図。
【図１１】関心領域の空間位置座標の算出方法を説明するための図。
【図１２】関心領域の空間位置座標を算出する際の動作順序を説明するためのフローチャート図。
【図１３】位置補正量の算出方法を説明するための図。
【図１４】位置補正量を算出する際の動作順序を説明するためのフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を用いて本発明に係るX線撮影装置の実施の形態について詳説する。本発明の実施例を説明する全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
図1は、本発明が適用されるX線撮影装置の概略構成図である。
本発明のX線撮影装置1は、被検体2に対してX線を照射し被検体2のX線透過像を取得する撮影部10と、撮影部10の各構成要素を制御し、前記X線透過像に基づいて後述する撮影系の位置の制御や、X線CT像の画像再構成演算等を行う制御演算部20と、制御演算部20によって作成されたX線透過像やX線CT像等を表示する表示装置30と、表示装置30に表示されるX線透過像やX線CT像等の表示位置や撮影に必要となる各種パラメータを入力するための情報入力装置40と、を備える。
【００１３】
撮影部10は、被検体2を設置する寝台11と、寝台11に横臥された被検体2にX線を照射するX線源12と、X線源12からのX線照射の方向を円錐、四角錐状、あるいは多辺角錐状に制御するコリメータ13と、X線源12に対向して設置され被検体2を透過したX線を検出することによりX線透過像を出力するX線検出器14と、X線源12とX線検出器14を対向させた位置で支持するC型形状のアーム15と、C型形状のアーム15を支持し移動させるアーム移動機構16と、アーム移動機構16を設置する本体17と、本体17に設置され本体17を床面18に対して移動可能にする車輪19と、を備える。本発明のX線撮影装置1は、それぞれ1つのX線源12、X線検出器14からなる1つの撮影系を有して構成されている。
【００１４】
X線検出器14は、TFT素子を用いるフラットパネルディテクター(FPD)や、X線透過像を可視光像に変換するX線イメージインテンシファイアと、X線イメージインテンシファイアの像を結像する光学レンズ、及び光学レンズにより結像されたX線イメージインテンシファイアの可視光像を撮影するCCDテレビカメラ等の組み合わせから構成されるX線検出器などで構成される。
【００１５】
アーム移動機構16は、アーム15を移動させ、被検体2に対しX線源12及びX線検出器14を対向配置したまま任意の位置に配置させる。ここで、説明のため、図1の紙面の左右方向をX軸、上下方向をY軸、奥行き方向をZ軸とし、それぞれが直交しているものとする。アーム移動機構16は、X線源12とX線検出器14を対向配置したままX軸方向、Y軸方向、または、Z軸方向へ平行移動させる平行移動手段と、X線源12とX線検出器14を対向配置したまま、X軸、または、Z軸を回転軸として回転移動させる回転移動手段を有している。図1に示すように回転中心が回転中心3の場合、矢印Ａ方向にX線源12及びX線検出器14が回転移動する。
【００１６】
制御演算部20は、撮影部10の上記各構成要素を制御する撮影部制御手段100と、撮影部10が出力したX線透過像を収集して保存する画像収集手段200と、撮影部10によってX線透過像を取得した際の撮影系の幾何学的な位置情報を算出する撮影幾何学情報算出手段300と、アーム15を回転させながら複数の角度で被検体2の関心領域のX線透過像を取得する際に最初に設定した関心領域が、常に取得するX線透過像の中に入るために必要な撮影系の位置の補正量を設定する撮影系位置補正量設定手段400と、画像収集手段200に収集されたX線透過像と、撮影幾何学情報算出手段300によって算出された撮影系の幾何学的な位置情報から、被検体2のX線CT像を再構成演算する画像再構成手段500と、を備えている。
【００１７】
表示装置30は、CRTや液晶モニタ等で構成され、画像再構成手段500で作成された被検体2のX線CT像は、表示装置30によって表示される。被検体2のX線透過像を表示する際は、画像再構成手段500での再構成演算は行われず、そのまま画像収集手段200にて収集されたX線透過像が表示装置30に出力される。
情報入力装置40は、マウス、キーボード、あるいはトラックボール等で構成される。
【００１８】
次に、図2を用いて撮影部制御手段100の詳細について説明する。
撮影部制御手段100は、アーム移動機構16の平行移動手段を用いて、X線源12とX線検出器14を対向配置したままX軸方向、Y軸方向、または、Z軸方向への平行移動させる際の移動量を制御する撮影系位置制御手段101と、アーム移動機構16の回転移動手段を用いて、X線源12とX線検出器14を対向配置したままX軸、または、Z軸を回転軸として回転移動させる際の回転移動量を制御する撮影系回転制御手段102と、X線源12からの照射するX線の出力量や、X線の照射開始及び停止などを制御するX線照射制御手段103と、寝台11の位置を制御して被検体2の位置を調整するための寝台制御手段104と、X線検出器14によるX線の検出タイミングなどを制御する検出系制御手段105と、を備える。
【００１９】
撮影系位置制御手段101は、操作者の情報入力装置40などの操作によりアーム移動機構16を制御するほか、後述する撮影系位置補正量設定手段400内の撮影系位置補正量算出手段404によって算出されたX線源12とX線検出器14の位置の補正量に基づいてアーム移動機構16を制御する。
【００２０】
次に、図3，図4を用いて撮影系位置補正量設定手段400の詳細について説明する。
図4(a)は、X線源12を下方に、X線検出器14を上方にして、Y軸上に配置して被検体2の部位601を撮影した際にX線検出器14で取得されるX線透過像600と、X線透過像600上の部位601のX線透過像を関心領域602として示した図である。ここで、説明のため、図4(a)で示すX線源12及びX線検出器14の位置を第1の位置とする。
【００２１】
図4(b)は、回転移動手段により第1の位置からX線源12及びX線検出器14を回転中心3に対し、時計回りに回転移動させた際に、X線検出器14で取得されるX線透過像603上に表示される部位601のX線透過像を関心領域603として示した図である。ここで、説明のため、図4(b)で示すX線源12及びX線検出器14の位置を第2の位置とする。
【００２２】
図4(c)は、第2の位置から、さらにX線源12及びX線検出器14を時計回りに回転移動させた際にX線検出器14で取得されるX線透過像604上に表示される部位601のX線透過像を関心領域605として示した図である。ここで、説明のため、図4(c)で示すX線源12及びX線検出器14の位置を第3の位置とする。
【００２３】
図4(d)は、第3の位置からX線源12及びX線検出器14を対向配置したまま、上方に移動させた際にX線検出器14で取得されるX線透過像606上に表示される部位601のX線透過像を関心領域607として示した図である。ここで、説明のため、上方に移動させた際のX線源12及びX線検出器14の位置を第4の位置とする。
【００２４】
撮影系位置補正量設定手段400は、第1の位置で取得したX線透過像600上で、関心領域602を設定し、この設定した関心領域602における関心領域特徴量を算出する関心領域設定手段401と、回転移動手段により第1の位置から回転移動した第2の位置で取得したX線透過像603上で、X線透過像600上で設定した関心領域602に相等する関心領域設定手段401によって算出したX線透過像600上の関心領域602における関心領域特徴量に相等する関心領域特徴量を有する関心領域603を抽出する関心領域603を抽出する関心領域抽出手段402と、撮影幾何学情報算出手段300より算出した第1及び第2の位置情報と、第1の位置で設定した関心領域602の位置情報と、第2の位置で抽出した関心領域603の位置情報と、から関心領域601の空間位置を算出する関心領域位置算出手段403と、第2の位置から第3の位置に移動した際に、第3の位置で取得されるX線透過像604上に、第1の位置で設定した関心領域602が入るために必要な第3の位置からの位置補正量を、関心領域位置算出手段403によって算出された関心領域601の空間位置に基づいて算出する撮影系位置補正量算出手段404と、を備える。
【００２５】
また、撮影系位置補正量算出手段404は、位置補正を行わなくとも第1の位置で設定した関心領域602が第3の位置で取得するX線透過像604上に入る場合であっても、第1の位置で設定したX線透過像600上の関心領域602の位置に対し、第2の位置で抽出したX線透過像603上の関心領域603の位置が移動していた場合は、第1の位置のX線透過像600上で設定した関心領域601の位置に近似、または同一の位置に戻すために必要な位置補正量を算出してもよい。これにより、第1の位置で設定したX線透過像600上の関心領域601の位置が大きく移動することなく被検体の回転撮影を行なうことができる。
【００２６】
図4(a)に示す第1の位置では、被検体2の関心領域601のX線透過像602がX線透過像600の中心に位置している。図4(b)に示す第2の位置では、被検体2の関心領域601のX線透過像603がX線透過像600の中心より左に位置している。図4(c)に示す第3の位置では、被検体2の関心領域601のX線透過像605がX線透過像600の左端に位置しており、半分X線透過像604から外れている。
【００２７】
撮影系位置補正量設定手段400は、第1，第2の位置から関心領域601の空間位置を算出することで、第3の位置において関心領域601のX線透過像605がX線透過像604から外れるか否かを第3の位置に移動する前に算出することができる。さらに、外れないために必要な位置補正量を算出し、撮影系位置制御手段101を用いて、第2の位置から第3の位置に移動することなく、図4(d)に示す第4の位置にX線源12及びX線検出器14を移動させることができる。図4(d)に示す第4の位置では、被検体2の関心領域601のX線透過像607がX線透過像606の中心に位置している。
【００２８】
本実施例においては、関心領域を設定する第1の位置をY軸上にX線源12が下方、X線検出器14が上方に配置した場合として説明したが、当然、Y軸上から所定の角度で回転した位置を、関心領域を設定する第1の位置としてもいい。
【００２９】
また、第1の位置で設定した関心領域に相等する関心領域を抽出する第2の位置を、操作者によって任意に設定可能にする関心領域抽出位置設定手段を設けてもよい。これにより、関心領域の抽出精度を適切調整することができる。第2の位置は、第1の位置からの回転角度を用いて設定される。回転移動手段を用いて複数の角度から被検体2の回転撮影を行なう際、第2の位置の設定角度によっては、第1と第2の位置の間の角度でも被検体2のX線透過像は取得される。
【００３０】
次に、本発明のX線撮影装置1の動作順序につき、図5に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップS501では、所望する被検体2の関心領域が、取得するX線透過像上のほぼ中央に位置するように操作者によって、X線源12及びX線検出器14の位置が調整される。
【００３１】
ステップS502では、調整した位置にて被検体2のX線透過像を取得する。この際、撮影幾何学情報算出手段300によってX線源12及びX線検出器14の幾何学的な位置情報が算出される。
【００３２】
ステップS503では、操作者は、取得したX線透過像上で関心領域を選択し、関心領域設定手段401は、操作者によって選択された領域を関心領域として設定し、該設定した関心領域における関心領域特徴量を算出する。関心領域の設定に関する詳細は図6-8を用いて後述する。
【００３３】
ステップS504では、X線源12及びX線検出器14が、回転移動手段によって回転移動される。
【００３４】
ステップS505では、回転移動した位置にて被検体2のX線透過像を取得する。この際、撮影幾何学情報算出手段300によってX線源12及びX線検出器14の幾何学的な位置情報が算出される。
【００３５】
ステップS506では、関心領域抽出手段402によって、ステップS503で算出した関心領域特徴量に相等する関心領域特徴量を有する関心領域が抽出される。関心領域の抽出に関する詳細は、図9を用いて後述する。
【００３６】
ステップS507では、関心領域位置算出手段403によって、ステップS503で設定した関心領域のX線透過像上での位置情報と、ステップS506で抽出した関心領域のX線透過像上での位置情報と、から、ステップS503で設定した関心領域の空間位置が算出される。空間位置の算出方法に関する詳細は、図10-12を用いて後述する。
【００３７】
ステップS508では、撮影系位置補正量算出手段404によって、さらに回転移動手段によってX線源12及びX線検出器14が回転移動した位置にてX線透過像を取得した場合、該X線透過像中にステップS502で設定した関心領域が入らなくなる回転角度を算出し、該回転角度にて関心領域が入るために必要な位置補正量が算出される。位置補正量の算出方法に関する詳細は、図13-14を用いて後述する。
【００３８】
ステップS509では、算出された位置補正量に基づいて、アーム移動機構16の回転移動手段による回転移動と共に、アーム移動機構16の平行移動手段によってX線源12及びX線検出器14が移動される。
【００３９】
ステップS510では、移動したい位置にて被検体2のX線透過像を取得する。この際、撮影幾何学情報算出手段300によってX線源12及びX線検出器14の幾何学的な位置情報が算出される。
【００４０】
ステップS511では、予め設定した回転角の範囲にて被検体2のX線透過像が取得できたかを判定する。完了していればステップS512に進み、完了していなければステップS504に戻る。
【００４１】
ステップS512では、被検体2の異なる角度で取得した複数のX線透過像を用いてX線CT像を作成するかを判定する。作成する場合はステップS513に進み、作成しない場合はステップS514に進む。
【００４２】
ステップS513では、画像再構成演算によりX線CT像を作成し、作成したX線CT像表示装置30に表示する。
【００４３】
ステップS514では、取得したX線透過像を表示装置30に表示する。
【００４４】
次に、図6-8を用いて、ステップS503の詳細動作順序について説明する。
図6のフローチャートに示すとおり、ステップS503はステップS503-1からステップS503-10で構成されている。
ステップS503-1では、ステップS502で取得したX線透過像を表示装置30に表示する。
【００４５】
ステップS503-2では、表示装置30に表示されたX線透過像に対し、操作者は、情報入力装置40、ここではマウス702を用いて関心領域を選択する。表示装置30にX線透過像が表示されてから所定の時間内に関心領域の入力があった場合は、ステップS503-3へ進み、入力がなかった場合は、ステップS503-4へ進む。図7には、マウス702を用いて十字カーソル701により表示装置30に表示されたX線透過像700に対し、関心領域を点で入力している様子を、図8には、マウス702を用いて領域カーソル801により表示装置30に表示されたX線透過像700に対し、関心領域を領域で入力している様子を、示している。
【００４６】
ステップS503-3では、関心領域設定手段401は、入力された関心領域が点入力か領域入力か、その入力種別を判定する。判定結果が、点入力の場合は、ステップS503-5へ進み、判定結果が、領域入力の場合は、ステップS503-6へ進む。
【００４７】
ステップS503-4では、関心領域設定手段401は、表示装置30に表示されたX線透過像の画像中心を含む予め設定した領域内の画素の平均値及び標準偏差の少なくとも何れか一方に基づいて連結領域を算出する。連結領域とは、隣接する画素の画素値同士の差分が予め設定した所定の範囲内にある画素同士で構成された領域をいう。ここでは、検索された画素を起点として連結領域が算出される。
【００４８】
ステップS503-5では、関心領域設定手段401は、入力点の画素値に基づいて連結領域を算出する。ここでは、入力された画素を起点として連結領域が算出される。
【００４９】
ステップS503-6では、関心領域設定手段401は、入力領域の画素における画素値の平均値、標準偏差、及び重心座標を算出する。
【００５０】
ステップS503-7では、関心領域設定手段401は、算出した平均値、標準偏差、及び重心座標に基づいて連結領域を算出する。この場合、算出された重心座標を起点として隣接する画素値との差分値が算出された平均値と標準偏差より設定された範囲内にある画素同士で構成された領域を連結領域とする。
【００５１】
ステップS503-8では、関心領域設定手段401は、算出した連結領域を、関心領域の候補として表示装置30に表示する。
【００５２】
ステップS503-9では、操作者は、表示装置30に表示された関心領域に関し、再設定が必要か否かを判断し、その旨を、情報入力装置40を用いて入力する。表示された関心領域で再設定不要と入力された場合は、ステップS503-10に進み、再設定が必要と入力された場合は、ステップS503-3に戻る。
【００５３】
ステップS503-10では、関心領域設定手段401は、表示装置30に表示した関心領域における関心領域特徴量を算出する。関心領域特徴量とは、関心領域を形成する画素の数、関心領域の重心座標、関心領域内の画素値の平均値、関心領域内の画素値の標準偏差などを示す。
【００５４】
次に、図9のフローチャートを用いて、ステップS506の詳細動作順序について説明する。ステップS506はステップS506-1からステップS506-4で構成されている。
【００５５】
ステップS506-1では、関心領域抽出手段402は、ステップS502で取得したX線透過像の画素平均値(Iave1)と、ステップS505で取得したX線透過像の画素平均値(Iave2)を算出し、ここから、画素平均値(Iave1)に対する画素平均値(Iave2)の倍率を示した画素平均値倍率を算出する。
【００５６】
ステップS506-2では、関心領域抽出手段402は、ステップS503で算出したX線透過像の関心領域特徴量のうち、画素値に関係する値、この場合、画素値の平均値に画素平均値倍率を乗算した換算平均値と、ステップS503で算出した画素値の平均値以外の値と、を用いて検索特徴量として設定する。検索特徴量の一つとして、画素値の平均値に画素平均値倍率を乗算した値を用いるのはステップS502で取得したX線透過像と、ステップS505で取得したX線透過像と、の相対的な画素値の差からくる影響をなくすためである。
【００５７】
ステップS506-3では、関心領域抽出手段402は、検索特徴量に対し許容量を設定する。許容量は、重心座標を除く検索特徴量(関心領域を形成する画素の数、換算平均値、標準偏差)ごとに個々の値で設定する。許容量は、当該値に対し、予め定めた係数を乗算した値などにより算出される。
【００５８】
ステップS506-4では、関心領域抽出手段402は、許容量を含んだ検索特徴量を用いて、ステップS505で取得したX線透過像における、ステップS503で設定した関心領域に相当する関心領域を抽出する。
【００５９】
次に、図10-12を用いて、ステップS507の詳細動作順序について説明する。
図10は、ステップ502でX線透過像を取得した際のX線源12のX線焦点1201と、X線検出器14と、寝台11と、被検体2の関心領域1000と、の位置関係を示した図である。図11は、ステップ505でX線透過像を取得した際のX線源12のX線焦点1201と、X線検出器14と、寝台11と、被検体2の関心領域1000と、の位置関係を示した図である。図11のX線焦点1201及びX線検出器14の位置は、図10で示した位置から回転中心3(C1x,C1y,C1z)を中心とて回転角度β2だけ回転方向βの向きに回転した位置である。図12は、ステップS507の詳細動作順序を説明するためのフローチャートである。
【００６０】
ステップS507-1では、関心領域位置算出手段403によって、ステップS502でX線透過像を取得した際のX線焦点1201の空間位置座標(S1x,S1y,S1z)と、ステップS505でX線透過像を取得した際のX線焦点1201の空間位置座標(S2x,S2y,S1z)を算出する。
【００６１】
ステップS507-2では、関心領域位置算出手段403によって、ステップS503で算出した関心領域の重心位置座標(u1,v1)と、ステップS506で算出した関心領域の重心位置座標(u2,v2)の3次元空間上での座標(P1x,P1y,P1z)と、座標(P2x,P2y,P2z)が算出される。
【００６２】
ステップS507-3では、関心領域位置算出手段403は、X線焦点1201の空間位置座標(S1x,S1y,S1z)と3次元空間での重心位置座標(P1x,P1y,P1z)を通る直線1001と、  X線焦点1201の空間位置座標(S2x,S2y,S2z)と3次元空間での重心位置座標(P2x,P2y,P2z)を通る直線1101を算出し、この2本の直線の交点(Qx,Qy,Qz)を求めることで、関心領域1000の空間位置座標を算出する。
【００６３】
次に、図13，図14を用いて、ステップS508の詳細動作順序について説明する。
図13のX線焦点1201及びX線検出器14の位置は、回転中心3(C1x,C1y,C1z)を中心とし回転角度β3(＞β2)で回転した際の位置である。図14は、ステップS508の詳細動作順序を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
ステップS508-1では、撮影系位置補正量算出手段404は、回転角度β2から更に回転した場合、X線焦点1201(S3x、S3y,S3z)と、関心領域1000の空間位置座標(Qx,Qy,Qz)と結ぶ直線1300の延長線上にX線検出器14が来なくなる回転角度を算出する。本実施例の場合はその角度を回転角度β3(＞β2)とする。
【００６５】
ステップS508-2では、撮影系位置補正量算出手段404は、回転角度β3において、X線焦点1201(S3x、S3y,S3z)と、関心領域1000の空間位置座標(Qx,Qy,Qz)を結ぶ直線1300の延長線上にX線検出器14が来るために必要な回転中心3(C1x,C1y,C1z)の位置補正量を算出する。この際、回転中心3を、関心領域1000の空間位置座標(Qx,Qy,Qz)にあわせるように位置補正量を算出してもよい。図13に示すように、回転中心を、回転中心3(C1x,C1y,C1z)から回転中心4(C4x,C4y,C4z)に移動することで、回転角度β3において、X線焦点1201(S4x,S4y,S4z)と、関心領域1000(Qx,Qy,Qz)を結ぶ直線1301の延長線上にX線検出器14が位置させることができる。これにより、回転角度β3で取得するX線透過像において、関心領域は、その重心位置座標が(u3,v3)から(u4,v4)に移動し、X線透過像内に入れることができる。
【００６６】
以上、説明したように本発明のX線撮影装置は、最初の位置で取得したX線透過像から関心領域を設定し、次に回転移動した位置にて取得したX線透過像から最初に設定した関心領域の位置を抽出することで、被検体中の関心領域の空間座標を求めることができるので、1つの撮影系しかないX線撮影装置においても、最初に設定した関心領域を取得するX線透過像から外すことなく、被検体の回転撮影を行なうことができる。
【符号の説明】
【００６７】
1  X線撮影装置、2  被検体、3，4  回転中心、10  撮影部、11  寝台、12  X線源、13  コリメータ、14  X線検出器、15  アーム、16  アーム移動機構、17  本体、18  床面、19  車輪、20  制御演算部、30  表示装置、40  情報入力装置、100  撮影部制御手段、101  撮影系位置制御手段、102  撮影系回転制御手段、103  X線照射制御手段、104  寝台制御手段、105  検出系制御手段、200  画像収集手段、300  撮影幾何学情報算出手段、400  撮影系位置補正量設定手段、401  関心領域設定手段、402  関心領域抽出手段、403  関心領域位置算出手段、404  撮影系位置補正量算出手段、500  画像再構成手段、600，603，604，606，700  X線透過像、601  部位、602，605，607  関心領域、701  十字カーソル、702  マウス、801  領域カーソル、1000  関心領域、1201  X線焦点、1300，1301  直線
【図１】
2013180024.tif 000003
【図２】
2013180024.tif 000004
【図３】
2013180024.tif 000005
【図４】
2013180024.tif 000006
【図５】
2013180024.tif 000007
【図６】
2013180024.tif 000008
【図７】
2013180024.tif 000009
【図８】
2013180024.tif 000010
【図９】
2013180024.tif 000011
【図１０】
2013180024.tif 000012
【図１１】
2013180024.tif 000013
【図１２】
2013180024.tif 000014
【図１３】
2013180024.tif 000015
【図１４】
2013180024.tif 000016