(57)【要約】【課題】より簡易に所望のファントムの位置合わせを行うことが可能なＸ線診断装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、撮影系と位置決め情報取得部とを備える。撮影系は、マーカが取付けられたファントムを撮影する。位置決め情報取得部は、前記マーカ及び前記ファントムの少なくとも一方が描出された２次元のＸ線画像データから前記マーカの位置及び前記ファントムの所定部分における長さの少なくとも一方を検出し、検出された前記マーカの位置及び前記ファントムの所定部分における長さの少なくとも一方に基づいて、前記ファントムがセットされた寝台の目標位置と前記Ｘ線画像データの収集時における前記寝台の位置との間における距離を求める。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マーカが取付けられたファントムを撮影する撮影系と、
前記マーカ及び前記ファントムの少なくとも一方が描出された２次元のＸ線画像データから前記マーカの位置及び前記ファントムの所定部分における長さの少なくとも一方を検出し、検出された前記マーカの位置及び前記ファントムの所定部分における長さの少なくとも一方に基づいて、前記ファントムがセットされた寝台の目標位置と前記Ｘ線画像データの収集時における前記寝台の位置との間における距離を求める位置決め情報取得部と、
を備えるＸ線診断装置。
【請求項２】
前記位置決め情報取得部は、複数のマーカのうち他のマーカとサイズが異なるマーカの位置を前記Ｘ線画像データから検出し、検出した前記マーカを、表示装置に表示されるＸ線画像の所定の位置又は領域に表示させるための前記寝台の水平方向における位置を前記目標位置として前記距離を求めるように構成される請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記位置決め情報取得部は、同一の方向から撮影された１フレーム又は２フレームの２次元のＸ線画像データに基づいて、前記寝台の高さ方向及び水平方向における目標位置までの距離を求めるように構成される請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記位置決め情報取得部は、検出した前記ファントムの所定部分における長さに基づいて前記寝台の高さ方向における目標位置までの距離を求めるように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記位置決め情報取得部は、複数のマーカの位置を前記Ｘ線画像データから検出し、検出した前記複数のマーカの位置間における距離に基づいて前記寝台の高さ方向における目標位置までの距離を求めるように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記位置決め情報取得部は、少なくとも４つのマーカの位置及び前記ファントムの所定部分における長さを前記Ｘ線画像データからそれぞれ検出し、第１の２つのマーカ間の距離と、前記第１の２つのマーカと前記寝台の高さ方向における位置が異なる第２の２つのマーカ間の距離との比並びに前記ファントムの所定部分における長さに基づいて前記寝台の高さ方向における目標位置までの距離を求めるように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記位置決め情報取得部は、Ｘ線管の焦点とＸ線検出器の検出面との間における距離及び撮影視野の少なくとも一方に基づいて前記寝台の高さ方向における目標位置までの距離を求めるように構成される請求項３乃至６のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記位置決め情報取得部は、前記距離を表示装置に提示するように構成される請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記距離に基づいて前記寝台が前記目標位置となるように前記寝台の位置を制御する寝台制御部を更に備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置では、据付後にＣ型アーム等の撮影系の支持器の校正（キャリブレーション）が定期的に行われている。特に、循環器用のＸ線診断装置により血流検査等の３次元(3D: three dimensional)撮影を行う場合には、3D画像再構成の際に支持器の位置ずれを補正するためのキャリブレーションデータが必要となる。3D画像再構成用のキャリブレーションデータを取得する方法としては、へリックスファントム（Helix Phantom）を撮影してキャリブレーション用のテーブルデータを収集する方法が知られている。
【０００３】
へリックスファントムの表面には、複数の位置決め用の鋼球（Positioning steel ball）が螺旋状に配置されている。正確なキャリブレーションデータを取得するためには、ファントムの位置が支持器の回転中心(ISO-Center)になるように寝台の位置合わせをした上でファントムのＸ線撮影を行う必要がある。
【０００４】
そこで、従来は、まずファントムが正面（F:Frontal）側から透視撮影される。そして、撮影した透視画像をユーザが確認しながら、ファントムが回転中心となるように寝台の水平方向における位置合わせが寝台の手動操作にて行われる。次に、ファントムが側面（L:Lateral）側から透視撮影される。そして、撮影した透視画像をユーザが確認しながらファントムが回転中心となるように寝台の鉛直方向における位置合わせが寝台の手動操作にて行われる。すなわち、寝台の高さが調整される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Bernhard E.H. Claus, General Electric Company, Global Research Center、"Geometry Calibration Phantom Design for 3D Imaging"、[ｏｎｌｉｎｅ]、[２０１４年５月１４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://files.geglobalresearch.com/wp-content/uploads/bloggers/4/files/tomoCAD%20paper.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、より簡易に所望のファントムの位置合わせを行うことが可能なＸ線診断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】
【０００７】
本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、撮影系と位置決め情報取得部とを備える。撮影系は、マーカが取付けられたファントムを撮影する。位置決め情報取得部は、前記マーカ及び前記ファントムの少なくとも一方が描出された２次元のＸ線画像データから前記マーカの位置及び前記ファントムの所定部分における長さの少なくとも一方を検出し、検出された前記マーカの位置及び前記ファントムの所定部分における長さの少なくとも一方に基づいて、前記ファントムがセットされた寝台の目標位置と前記Ｘ線画像データの収集時における前記寝台の位置との間における距離を求める。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図。
【図２】ヘリックスファントムの構造例を示す斜視図。
【図３】天板が初期位置にある状態で撮影されたファントムのF側におけるＸ線透視画像の例を示す図。
【図４】天板の水平方向における位置を目標位置に移動させた状態で撮影されたファントムのF側におけるＸ線透視画像の例を示す図。
【図５】図１に示すＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態に係るＸ線診断装置について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図である。
【００１１】
Ｘ線診断装置１は、寝台２、撮影系３、撮影系移動機構４、制御系５、データ処理系６、入力装置７及び表示装置８を備えている。寝台２は、天板９及び天板移動機構１０を有する。撮影系３は、Ｃ型アーム１１の両端にＸ線管１２及びＸ線検出器１３を設けて構成される。撮影系移動機構４は、例えば回転機構１４、保持部１５及びスライド機構１６を用いて構成することができる。制御系５は、高電圧発生装置１７及び機械駆動制御部１８を有する。データ処理系６は、画像生成部１９及び位置決め情報取得部２０を有する。
【００１２】
尚、制御系５及びデータ処理系６の構成要素のうちデジタル情報を処理する構成要素は、コンピュータにプログラムを読み込ませて構築することができる。但し、デジタル情報を処理する構成要素の一部又は全部を構成するために回路を用いてもよい。アナログの信号をデジタル信号に変換するA/D(analog to digital)変換器は、データ処理系６やＸ線検出器１３の出力側等の任意の位置に設けることができる。
【００１３】
寝台２の天板９には、マーカが取付けられたファントムＰがセットされる。天板移動機構１０は、天板９を静止系に対して移動させる装置である。典型的には、天板移動機構１０によって天板９を水平２軸方向及び高さ方向（鉛直方向）の３軸方向に移動させることができる。このため、天板移動機構１０は任意のスライド機構によって構成することができる。
【００１４】
撮影系３のＸ線管１２は、寝台２の天板９にセットされたファントムＰに向けてＸ線を照射する装置である。Ｘ線検出器１３は、ファントムＰを透過したＸ線を検出する装置である。Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線検出データは、データ処理系６に出力される。Ｃ型アーム１１は、回転機構１４の駆動によって回転するように構成されている。従って、Ｘ線管１２及びＸ線検出器１３を有する撮影系３は、少なくとも回転機構１４の回転軸を中心に回転可能に構成される。このため、撮影系３をプロペラのように回転させることによって、ファントムＰに向けて異なる方向からＸ線を照射してＸ線撮影を行うことができる。
【００１５】
撮影系移動機構４は、撮影系３を静止系に対して移動させるための装置である。回転機構１４は、Ｃ型アーム１１と連結され、撮影系３を回転軸を中心に回転させる装置である。保持部１５は、撮影系３及び回転機構１４を保持するための部品である。尚、図示された例では、保持部１５が円弧状の形状を有しており、スライド機構１６の駆動によって円弧状のスライド軸に沿ってスライドできるように構成されている。
【００１６】
尚、図１に示す例に限らず、撮影系３を移動させるための任意の駆動軸を加えたり、逆に一部の駆動軸を省略したりしてもよい。また、撮影系３を天井に吊り下げる構造とせずに、床に据え置く構造や壁に保持する構造としてもよい。但し、撮影系３は、少なくとも回転軸を中心に回転可能に構成される。
【００１７】
制御系５は、寝台２、撮影系３及び撮影系移動機構４を制御するためのシステムである。高電圧発生装置１７は、Ｘ線管１２に高電圧を印加することによってＸ線を曝射させる装置である。機械駆動制御部１８は、撮影系移動機構４及び天板移動機構１０に制御信号を出力して制御する装置である。
【００１８】
データ処理系６は、Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線検出データに基づいてＸ線画像データを生成するシステムである。
【００１９】
画像生成部１９は、Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線検出データに必要な画像処理及び表示処理を施して表示用のＸ線画像データを生成する機能と、生成したＸ線画像データを表示装置８に出力することによって表示装置８にＸ線画像を表示させる機能を有する。回転軸を中心に撮影系３を回転させて異なる複数の方向からＸ線撮影が行われる場合には、画像生成部１９における3D画像再構成処理によって２次元(2D: two dimensional)の表示用のＸ線画像データが生成される。
【００２０】
位置決め情報取得部２０は、マーカが取付けられたファントムＰを撮影系３で撮影することによって取得された2DのＸ線画像データに基づいて、ファントムＰを撮影系３に対して所定の位置に位置決めするための寝台２の天板９の移動量を算出する機能を有する。マーカが取付けられたファントムＰを一方向から撮影系３で2D撮影すると、マーカ及びファントムＰの少なくとも一方が描出された2DのＸ線透視画像データが画像生成部１９において取得される。そこで、位置決め情報取得部２０は、マーカ及びファントムＰの少なくとも一方が描出された2DのＸ線透視画像データからマーカの位置及びファントムＰの所定部分における長さの少なくとも一方を検出し、検出されたマーカの位置及びファントムＰの所定部分における長さの少なくとも一方に基づいて、ファントムＰがセットされた寝台２の天板９の目標位置とＸ線画像データの収集時における天板９の位置との間における距離を求めるように構成される。
【００２１】
天板９の目標位置とＸ線画像データの収集時における天板９の位置との間における距離は、表示装置８に提示して天板９の移動量をナビゲートすることができる。或いは、天板９の目標位置とＸ線画像データの収集時における天板９の位置との間における距離に基づいて寝台２の天板９が目標位置となるように寝台２の天板９の位置を制御することもできる。
【００２２】
天板９の位置を目標位置に向けて自動制御する場合には、天板９の目標位置と現在の位置との間における距離が、位置決め情報取得部２０から機械駆動制御部１８に通知される。そして、機械駆動制御部１８による天板移動機構１０の制御によって天板９のオートポジショニングを行うことができる。このように、機械駆動制御部１８は、寝台２の天板９が目標位置となるように寝台２の天板９の位置を制御する寝台制御部としての機能を有している。
【００２３】
以下では、マーカが取付けられたファントムＰが、ヘリックスファントムである場合を例に、寝台２の位置合わせの方法について説明する。尚、ヘリックスファントムは、回転機構１４を含む撮影系移動機構４のキャリブレーションデータの収集用のファントムである。ヘリックスファントムの理想的な設置位置は、ISOセンタ上における撮影視野(FOV: field of view)の中心位置である。従って、ヘリックスファントムが概ねISOセンタ上かつFOVの中心となるように天板９の位置を移動させる必要がある。
【００２４】
図２は、ヘリックスファントムの構造例を示す斜視図である。
【００２５】
図２に示すようにファントムＰを設置器具に寝台２の天板９上にセットすることができる。ファントムＰの表面には、複数の鉄球がマーカＭとして螺旋状に配置されている。また、ファントムＰの中央に配置されるマーカＭｃのサイズは、Ｘ線画像において他のマーカＭと区別できるように、他のマーカＭのサイズと異なる。
【００２６】
図３は、天板９が初期位置にある状態で撮影されたファントムＰのF側におけるＸ線透視画像の例を示す図である。
【００２７】
初期位置にある天板９にファントムＰをセットし、Ｘ線の曝射方向が鉛直方向となる向きでファントムＰのＸ線撮影を行うことにより、図３に示すようなファントムＰが描出された2DのＸ線透視画像データをファントムＰ及び天板９の位置決め用の参照画像データとして取得することができる。天板９の初期位置は、必ずしもファントムＰがISOセンタ上かつFOVの中心となるように設定されていない。このため、図３に示すように2Dの参照画像の中心でない位置に複数のマーカＭ及びファントムＰの概形が描出される。
【００２８】
位置決め情報取得部２０は、公知の画像認識処理や輪郭抽出処理によって自動的に参照画像データから所望のマーカＭの位置及びファントムＰ自体の所望の部分における輪郭を検出及び抽出する機能を有している。そして、所望のマーカＭの位置及びファントムＰの輪郭の一方又は双方に基づいて天板９の位置決めを行うことができる。
【００２９】
天板９の水平方向における位置決めは、特定のマーカＭの位置を参照することによって簡易に行うことができる。特に、ヘリックスファントムでは、中央のマーカＭｃのサイズが他のマーカＭのサイズよりも大きいため、最もサイズが大きいマーカＭの位置を中央のマーカＭｃの位置として容易に検出することができる。
【００３０】
ファントムＰのF側のＸ線透視画像における理想的な位置は、FOVの中心すなわち画像中心である。そこで、ファントムＰの中心のマーカＭｃの位置と画像中心との間における2D距離を、天板９の水平方向における初期位置から目標位置までの距離として算出することができる。すなわち、ファントムＰの中心におけるマーカＭｃを画像中心に描出させるための天板９の位置を天板９の水平方向における目標位置として、天板９の移動量を算出することができる。
【００３１】
或いは、Ｘ線透視画像の画像中心を含む一点鎖線で示すような関心領域(ROI: region of interest)を設定し、ファントムＰの中心におけるマーカＭｃをROI内に描出させるために必要な水平方向における天板９の移動量を算出してもよい。すなわち、天板９の目標位置を、ファントムＰの中心におけるマーカＭｃをROI内に描出させることが可能な位置に設定することもできる。
【００３２】
その場合には、Ｘ線透視画像上におけるマーカＭｃの描出位置とROIとの間における2D距離が天板９の水平方向における移動量となる。また、Ｘ線透視画像上におけるマーカＭｃの描出位置がROI内であれば、天板９の水平方向における移動量の算出及び位置決めを省略することができる。
【００３３】
位置決め情報取得部２０において水平方向における天板９の移動量が算出されると、機械駆動制御部１８による天板移動機構１０の制御によって天板９を水平方向に自動的に移動させることが可能となる。
【００３４】
或いは、水平方向における天板９の移動量をメッセージとして表示装置８に表示させるようにしてもよい。具体例として、図３に例示されるように天板９の目的位置までの移動量がX軸方向にxx[cm]、Y軸方向にyy[cm]であるというメッセージを表示装置８に表示させることができる。これにより、ユーザは、ファントムＰのF側におけるＸ線透視画像を見ながらガイドされた距離だけ水平方向に天板９を手動操作で移動させることが可能となる。
【００３５】
このように、複数のマーカＭのうち他のマーカＭとサイズが異なるマーカＭｃの位置をＸ線画像データから検出することができる。そして、検出したマーカＭｃを、表示装置８に表示されるＸ線画像の所定の位置又は領域に表示させるための寝台２の天板９の水平方向における位置を目標位置として、天板９の目標位置までの距離を求めることができる。
【００３６】
図４は、天板９の水平方向における位置を目標位置に移動させた状態で撮影されたファントムＰのF側におけるＸ線透視画像の例を示す図である。
【００３７】
F側の画像中心とファントムＰの中心におけるマーカＭｃの位置が一致するように、図３の矢印方向に天板９を移動させると、図４に示すようにF側の画像中心にファントムＰが描出されたＸ線透視画像が得られる。
【００３８】
一方、天板９の鉛直方向、すなわち天板９の高さ方向における位置決めも、ファントムＰが描出されたF側におけるＸ線透視画像を参照画像として実行することができる。天板９の鉛直方向における位置決めは、天板９の水平方向における位置決め用の参照画像として用いられたＸ線透視画像と同一のＸ線透視画像を参照画像として実行することができる。但し、天板９の水平方向における位置決め後に撮影されたF側のＸ線透視画像を参照画像として天板９の鉛直方向における位置決めを実行するようにしてもよい。
【００３９】
従って、同一の方向から撮影された１フレーム又は２フレームの２次元のＸ線画像データに基づいて、寝台２の天板９の高さ方向及び水平方向における目標位置までの距離を求めることができる。
【００４０】
天板９の高さ方向における目標位置までの距離は、ファントムＰの所定部分における長さ及びＸ線画像データから検出した複数のマーカＭの位置間における距離の一方又は双方に基づいて求めることができる。ファントムＰの所定部分における長さ及び複数のマーカＭの位置間における距離は、Ｘ線管１２の焦点とＸ線検出器１３の検出面との間における距離として定義されるSID(source image distance) 及びFOVに応じて変化する。従って、SID及びFOVの少なくとも一方に基づいて天板９の高さ方向における目標位置までの距離を求めることができる。
【００４１】
初めに、ファントムＰの所定部分における長さのみに基づいて天板９の高さ方向における目標位置までの距離を求める第１の方法について説明する。
【００４２】
へリックスファントムの中央部分は円柱形状を有している。従って、Ｘ線透視画像からへリックスファントムの輪郭を抽出すれば、図４に示すようにＸ線透視画像上におけるへリックスファントムの中央部分における直径Cを測定することができる。一方、へリックスファントムがISOセンタ上に設置された場合におけるＸ線透視画像上のへリックスファントムの中央部分における直径を理想値Cisoとして予め測定又は設計情報に基づいて計算しておくことができる。
【００４３】
へリックスファントムの中央部分における直径の理想値Cisoは、上述したようにFOV及びSIDに応じて変化する。すなわち、SIDが短い程、Ｘ線検出器１３がへリックスファントムに接近するため、へリックスファントムの中央部分におけるＸ線透視画像上の直径の理想値Cisoは長くなる。また、FOVは、典型的には図４に示すように正方形の画像化領域の一辺の長さLとして設定される。従って、Ｘ線透視画像のサイズが一定であれば、FOVの一辺の長さLが短い程、へリックスファントムの中央部分におけるＸ線透視画像上の直径の理想値Cisoは長くなる。
【００４４】
このため、へリックスファントムの直径の理想値Cisoを、FOV及びSIDごとに予めテーブルCiso(L, SID)として求めておくことができる。或いは、FOVの一辺の長さL及びSIDをパラメータとしてへリックスファントムの直径の理想値Cisoを求める関数Ciso(L, SID)を求めておいてもよい。へリックスファントムの直径の理想値Cisoは、FOVの一辺の長さL及びSIDにそれぞれ反比例する。従って、関数Ciso(L, SID)は、定数をkとして式(1)で表すことができる。
Ciso(L, SID)=k/L/SID  (1)
【００４５】
一方、天板９の高さ方向における位置決め前の現在の天板９の高さH、へリックスファントムがISOセンタ上となる天板９の高さの目標位置Hiso、Ｘ線透視画像上において測定されたへリックスファントムの直径C及びへリックスファントムの直径の理想値Ciso(L, SID)には、式(2)に示す関係がある。すなわち、現在の天板９の高さHと天板９の高さの目標位置Hisoとの比は、へリックスファントムの直径の測定値Cと理想値Ciso(L, SID) との比に等しい。
Hiso/H= Ciso(L, SID)/C  (2)
【００４６】
従って、現在の天板９の高さHから天板９の高さの目標位置Hisoまでの距離ΔHを式(3)のように算出することができる。
ΔH= Hiso-H=H(Hiso/H-1)=H{Ciso(L, SID)/C-1}  (3)
【００４７】
同様に、へリックスファントムの任意の部分の長さを測定し、測定値と理想値との関係に基づいて現在の天板９の高さから天板９の高さの目標位置までの距離を算出することができる。また、任意のマーカＭ間における距離を測定することによっても、同様に、現在の天板９の高さから天板９の高さの目標位置までの距離を算出することができる。その場合には、少なくとも２つのマーカＭ間における距離のみから天板９の高さの目標位置までの距離を算出することができる。特に、より長い距離に基づいて天板９の高さの目標位置までの距離を算出することが精度の向上に繋がる。
【００４８】
このように、ファントムＰの中心部分の直径Cや任意のマーカＭ間における距離等のファントムＰの所定部分における長さのＸ線透視画像上での測定値と、ファントムＰが適切な位置に配置された場合におけるファントムＰの所定部分における長さのＸ線透視画像上での理想値に基づいて、現在の天板９の高さから天板９の高さの目標位置までの距離を算出することができる。
【００４９】
次に、Ｘ線透視画像上で測定されたファントムＰの所定部分における長さ及びマーカＭ間における距離の双方に基づいて天板９の高さ方向における目標位置までの距離を求める第２の方法について説明する。
【００５０】
図４に示すように、へリックスファントムの直径Cに加え、へリックスファントムの下側、つまりＸ線検出器１３から離れた側における２つのマーカＭ間の距離D1と、へリックスファントムの上側、つまりＸ線検出器１３に近い側における２つのマーカＭ間の距離D2とをそれぞれＸ線透視画像上で測定することができる。
【００５１】
但し、へリックスファントムの下側における２つのマーカＭ間の実際の距離と、へリックスファントムの上側における２つのマーカＭ間の実際の距離が等しいとみなせる４つのマーカＭが、Ｘ線透視画像上でのマーカＭ間における距離の測定対象として選択される。従って、図４に示すように、隣接する２組のマーカＭの位置を検出対象とすれば、マーカＭの検出が容易である。
【００５２】
２組のマーカＭ間の距離が実際に同一であっても、Ｘ線検出器１３からの距離が異なるため、へリックスファントムの下側における２つのマーカＭ間の距離D1とへリックスファントムの上側における２つのマーカＭ間の距離D2とは、Ｘ線透視画像上では互いに異なる距離として測定される。
【００５３】
但し、へリックスファントムの円柱形状の部分の中心軸が仮にISOセンタ上にあれば、SIDの1/2の距離にへリックスファントムの半径の測定値C/2を加算した距離SID/2+C/2と、SIDの1/2の距離にへリックスファントムの半径の測定値C/2を減算した距離SID/2-C/2との比が、へリックスファントムの上側における２つのマーカＭ間の距離の測定値D2と、へリックスファントムの下側における２つのマーカＭ間の距離の測定値D1との比に等しくなる。すなわち、式(4)が成立する。
D2/D1= (SID/2+C/2)/(SID/2-C/2)  (4)
【００５４】
一方、へリックスファントムの円柱形状の部分の中心軸がISOセンタ上になければ、式(4)の右辺と左辺の比は１とならず、１以外のある値rとして測定される。また、へリックスファントムの上側における２つのマーカＭ間の距離の測定値D2、へリックスファントムの下側における２つのマーカＭ間の距離の測定値D1及びへリックスファントムの直径の測定値Cは、いずれも天板９の高さHをパラメータとして線形に変化する。
【００５５】
従って、式(4)の右辺と左辺の比の値rをＸ線透視画像上で測定すれば、式(5)の関係から式(6)に示すように、現在の天板９の高さHから天板９の高さの目標位置Hisoまでの距離ΔHを算出することができる。
Hiso/H= 1/r  (5)
ΔH= Hiso-H=H(Hiso/H-1)= H(1/r-1)   (6)
【００５６】
このように、少なくとも４つのマーカＭの位置及びファントムＰの所定部分における長さをＸ線画像データからそれぞれ検出し、第１の２つのマーカＭ間の距離と、第１の２つのマーカＭと天板９の高さ方向における位置が異なる第２の２つのマーカＭ間の距離との比並びにファントムＰの所定部分における長さに基づいて天板９の高さ方向における目標位置までの距離を求めることができる。特に、第２の方法によれば、予め理想値を求めておかなくても、ファントムＰの複数の部分における長さの幾何学的な相対関係を利用して、現在の天板９の高さから天板９の高さの目標位置までの距離を算出することができる。
【００５７】
尚、第１の方法及び第２の方法において、天板９の高さの目標位置Hisoに許容範囲を設けることもできる。その場合には、現在の天板９の高さHから許容範囲の上限位置又は下限位置までの距離が天板９の高さの目標位置までの距離、すなわち天板９の高さ方向における移動量となる。また、現在の天板９の高さHが許容範囲内であれば、天板９の高さ方向における移動量の算出及び位置決めを省略することができる。
【００５８】
位置決め情報取得部２０において天板９の高さ方向における移動量が算出されると、機械駆動制御部１８による天板移動機構１０の制御によって天板９を高さ方向に自動的に移動させることが可能となる。或いは、天板９の高さ方向における移動量をメッセージとして表示装置８に表示させることもできる。これにより、ユーザは、ファントムＰのF側におけるＸ線透視画像を見ながらガイドされた距離だけ鉛直方向に天板９を手動操作で移動させることが可能となる。
【００５９】
以上のように、F側におけるファントムＰのＸ線透視画像を参照画像として天板９の高さ方向及び水平方向の双方における位置決めを行うことができる。尚、天板９の高さ方向及び水平方向における目標位置までの移動量を共通のＸ線透視画像に基づいて同時に算出し、同時に天板９の高さ方向及び水平方向における位置決めを行うようにしてもよい。
【００６０】
次にＸ線診断装置１の動作及び作用について説明する。
【００６１】
図５は、図１に示すＸ線診断装置１の動作を示すフローチャートである。
【００６２】
まずステップＳ１において、寝台２の天板９に被検体としてへリックスファントム等のマーカＭが取付けられたファントムＰがセットされる。そして、機械駆動制御部１８から天板移動機構１０に制御信号が出力される。これにより、天板移動機構１０が駆動し、天板９が初期位置に移動する。
【００６３】
次に、ステップＳ２において、機械駆動制御部１８から撮影系移動機構４に制御信号が出力される。これにより、撮影系移動機構４が駆動し、撮影系３がF側の撮影位置に移動する。
【００６４】
次に、ステップＳ３において、ファントムＰのＸ線透視撮影が実行される。具体的には、高電圧発生装置１７からＸ線管１２に高電圧が印加される。これにより、Ｘ線管１２からファントムＰに向けてＸ線が曝射される。ファントムＰを透過したＸ線は、Ｘ線検出器１３によって検出される。Ｘ線検出器１３によって検出されたＸ線検出データは、データ処理系６に出力される。そうすると、画像生成部１９において必要な画像処理及び表示処理がＸ線検出データに対して実行され、表示用のＸ線透視画像データが生成される。生成されたＸ線透視画像データは、画像生成部１９から表示装置８に出力される。これにより、表示装置８には、図３に示すようなファントムＰが描出されたF側のＸ線透視画像が表示される。
【００６５】
次に、ステップＳ４において、ファントムＰに取付けられた所定のマーカＭ、例えば、へリックスファントムの中央に取付けられたサイズが大きいマーカＭｃの位置が、F側のＸ線透視画像の中心を含むように設定されたROI内であるか否かが位置決め情報取得部２０において判定される。尚、ROIは、ファントムＰが設置されるべき範囲として予めファントムＰの目的に応じて決定しておくことができる。
【００６６】
マーカＭの位置がROI外であると判定された場合には、ステップＳ５において、位置決め情報取得部２０により、マーカＭの位置をROI内とするための天板９の水平方向における移動量が算出される。天板９の水平方向における移動量は、Ｘ線透視画像上におけるマーカＭの描出位置と、ROIとの間における2D距離として算出することができる。尚、ROIをＸ線透視画像の中心に対応する単一の画素としてもよい。
【００６７】
次に、ステップＳ６において、位置決め情報取得部２０により算出された天板９の水平方向における移動量に従って天板９が水平方向に移動される。例えば、位置決め情報取得部２０により天板９の水平方向における移動方向及び移動量がメッセージとして表示装置８に出力される。これにより、ユーザは、メッセージを参照して天板９を手動で水平方向に移動させることができる。或いは、位置決め情報取得部２０から天板９の水平方向における移動量が機械駆動制御部１８に通知される。そして、機械駆動制御部１８による天板移動機構１０の制御によって、位置決め情報取得部２０により算出された移動量だけ天板９が自動的に水平方向に移動する。その結果、天板９は、マーカＭがROI内に描出される位置となる。
【００６８】
次に、ステップＳ７において、ファントムＰに取付けられた所定のマーカＭ間の距離やファントムＰの所定部分の距離等の参照部分の長さが適切であるか否かが位置決め情報取得部２０において判定される。具体例として、Ｘ線透視画像に描出されているへリックスファントムの中心部分における直径の測定値が許容範囲内であるか否か、或いは、式(4)の右辺と左辺の比の値rの測定値が許容範囲内であるか否かが判定される。そして、対象となる測定値の閾値処理によって対象となる測定値が許容範囲外であると判定されれば、参照部分の長さが適切でないと判定される。
【００６９】
参照部分の長さが適切でないと判定された場合には、ステップＳ８において、位置決め情報取得部２０により、参照部分の長さが適切となるようにするための天板９の高さ方向における移動量が算出される。具体例として、式(3)又は式(6)に示すような式によって天板９の高さ方向における移動量を算出することができる。尚、天板９の高さの目標位置Hisoを、許容範囲の上限値又は下限値として天板９の高さ方向における移動量を算出するようにしてもよい。
【００７０】
次に、ステップＳ９において、位置決め情報取得部２０により算出された天板９の高さ方向における移動量に従って天板９が高さ方向に移動される。例えば、位置決め情報取得部２０により天板９の高さ方向における移動量がメッセージとして表示装置８に出力される。これにより、ユーザは、メッセージを参照して天板９を手動で高さ方向に移動させることができる。或いは、位置決め情報取得部２０から天板９の高さ方向における移動量が機械駆動制御部１８に通知される。そして、機械駆動制御部１８による天板移動機構１０の制御によって、位置決め情報取得部２０により算出された移動量だけ天板９が自動的に高さ方向に移動する。
【００７１】
その結果、天板９の高さがファントムＰの目的に応じた適切な位置に位置決めされる。例えば、撮影系移動機構４の3Dキャリブレーションデータの収集用のへリックスファントムであれば、へリックスファントムが概ねISOセンタ上となるように、天板９の高さが調整される。
【００７２】
次に、ステップＳ１０において、ファントムＰの目的に応じたＸ線撮影が実行される。撮影系移動機構４の3Dキャリブレーションデータの収集用のへリックスファントムであれば、ISOセンタを中心に撮影系３を回転させてへリックスファントムの3D撮影が行われる。これにより、3Dキャリブレーションデータを収集することができる。
【００７３】
つまり以上のようなＸ線診断装置１は、へリックスファントム等のファントムＰが描出されたＸ線透視画像上において必要な部分における距離又は長さを測定することによって、撮影系３に対してファントムＰを適切な位置に配置するための天板９の移動方向及び移動量を算出できるようにしたものである。
【００７４】
このため、Ｘ線診断装置１によれば、キャリブレーションデータの収集等の所望の目的を有するファントムＰの位置決めに要する作業時間を短縮させることができる。すなわち、天板９の移動方向及び移動量をユーザにガイドすることによって、天板９の位置決めに要する時間を低減させることができる。また、天板９のオートポジショニングを行えば、天板９の手動操作によるファントムＰの位置決め作業を不要にすることができる。
【００７５】
しかも、F側から撮影したＸ線透視画像によって、天板９の水平方向のみならず、高さ方向の位置決めを行うことができる。このため、ファントムＰの位置決め作業のためのL側からのＸ線撮影及びL側からのＸ線透視画像を参照したファントムＰの位置決め作業が不要となる。
【００７６】
また、3Dキャリブレーションデータの収集用のへリックスファントムを天板９上にセットする場合であれば、へリックスファントムを適切な位置にセットできるため、3Dキャリブレーションデータの収集時におけるエラー等を低減させることができる。その結果、3Dキャリブレーションデータの収集に要する時間を短縮することが可能となる。
【００７７】
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【符号の説明】
【００７８】
１  Ｘ線診断装置
２  寝台
３  撮影系
４  撮影系移動機構
５  制御系
６  データ処理系
７  入力装置
８  表示装置
９  天板
１０  天板移動機構
１１  Ｃ型アーム
１２  Ｘ線管
１３  Ｘ線検出器
１４  回転機構
１５  保持部
１６  スライド機構
１７  高電圧発生装置
１８  機械駆動制御部
１９  画像生成部
２０  位置決め情報取得部
Ｐ  ファントム
【図１】
2016036515.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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