(57)【要約】【課題】  被写体へのセンサ類の取り付けが不要であり、また連続Ｘ線の１フレームごとの線量変化や量子ノイズ量の変化によるＸ線画像の濃度分布の変化による影響を受けずに被写体の周期的な動きを検出し、検出した動き周期を利用した撮影を行うことが可能なＸ線透視撮影装置及び撮影方法を提供する。【解決手段】  Ｘ線透視撮影装置１は、所定時間の透視撮影により得られた時系列の画像群を解析することにより被写体３の動き周期を算出し、算出した動き周期に基づき撮影を制御する。動き周期の算出においては、時系列の画像群の各画像から特定空間周波数帯を抽出した周波数帯画像群を作成し、作成した周波数帯画像群から画像統計情報の経時的変化を算出し、画像統計情報の経時的変化を周波数解析することにより求める。【選択図】図１
2017131310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源と対向配置され前記被写体を透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器により検出された透過Ｘ線に基づいて画像を生成する画像処理部と、
所定時間の透視撮影により得られた時系列の画像群を解析することにより前記被写体の動き周期を算出する動き周期算出部と、
算出された動き周期に基づき撮影を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするＸ線透視撮影装置。
【請求項２】
前記動き周期算出部は、
前記時系列の画像群の各画像から特定空間周波数帯を抽出した画像である周波数帯画像群を作成し、作成した周波数帯画像群から画像統計情報の経時的変化を算出し、前記画像統計情報の経時的変化を周波数解析することにより前記動き周期を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項３】
前記画像内の任意の位置に関心領域を設定する設定部を更に備え、
前記動き周期算出部は前記設定部により設定された関心領域内の画像に基づいて前記動き周期を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記画像内の任意の位置に複数の関心領域を設定し、
前記動き周期算出部は前記設定部により設定された各関心領域内の画像に基づいて前記動き周期をそれぞれ算出し、最も頻度が高い周波数を動き周期とすることを特徴とする請求項３に記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項５】
前記動き周期算出部は、前記画像群のうち任意の１画像を基準画像として設定し、前記基準画像から求められた前記画像統計情報と基準画像以外の他の画像群から求められた前記画像統計情報との差分の経時的変化を周波数解析することにより前記動き周期を算出することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項６】
前記特定空間周波数帯を抽出するためのフィルタを画像の拡大率に応じて調整するフィルタ調整部を更に備えることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項７】
撮影部位または前記特定空間周波数帯の入力を受け付ける入力部を更に備えることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項８】
前記画像統計情報として、平均、分散、歪度、鋭度、及び最頻値のうちいずれか一つまたは複数の組み合わせを用いることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項９】
Ｘ線照射位置を移動させる移動機構を更に備え、
前記制御部は、前記移動機構により前記Ｘ線照射位置を変化させながら、前記動き周期に基づき決定されたタイミングで間欠的に前記被写体に対しＸ線を照射することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項１０】
Ｘ線照射位置を移動させる移動機構を更に備え、
前記制御部は、前記移動機構により前記Ｘ線照射位置を変化させながらＸ線を照射し、
複数のＸ線照射角度からの画像を生成し、生成した複数の画像を前記動き周期に基づき複数の動き時相に分類し、分類した複数の画像群各々を用いて各動き時相の断層像を再構成する画像生成部を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項１１】
前記制御部は、造影剤注入前の少なくとも１動き周期の期間を第１期間としてＸ線を照射し、更に造影剤注入後の所定期間を第２期間としてＸ線を照射し、
前記画像処理部は、前記第１期間に得られた時系列の画像群により複数の動き時相の造影剤注入前画像を生成して記憶部に保存するとともに、前記第２期間に得られた時系列の画像群により各動き時相の造影剤注入後画像を生成し、  前記造影剤注入前画像と前記造影剤注入後画像とを同一の動き時相毎に減算することにより各動き時相の造影画像を生成する画像生成部を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のＸ線透視撮影装置。
【請求項１２】
被写体にＸ線を照射するステップと、
前記被写体を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器により検出するステップと、
前記Ｘ線検出器により検出された透過Ｘ線に基づいて画像を生成するステップと、
所定時間の透視撮影により得られた時系列の画像群を解析することにより前記被写体の動き周期を算出するステップと、
算出された動き周期に基づき撮影を制御するステップと、
を備えることを特徴とする撮影方法。
【請求項１３】
前記時系列の画像群の各画像から特定空間周波数帯を抽出した周波数帯画像群を作成し、作成した周波数帯画像群から画像統計情報の経時的変化を算出し、前記画像統計情報の経時的変化を周波数解析することにより前記動き周期を算出することを特徴とする請求項１２に記載の撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線透視撮影装置、撮影方法に係り、特に、周期的な体動がある部位のＸ線透視撮影に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線透視撮影装置を用いた検査では、被検者の呼吸による体動が撮影画像の読影に影響を与えることがある。そのため、患者に息止めをさせている間に撮像を行うことが一般的である。しかし、呼吸機能低下により息止めが困難な被検者や鎮静剤投与下の検査では、被検者は術者の指示による息止めを行えない。被検者が自由呼吸下で撮影を行う場合には、例えば特許文献１に記載されるような体表設置型のセンサを取りつけ、呼吸周期をモニタリングし、当該周期に同期させながら撮像を行う方法がある。また、連続Ｘ線像の濃度ヒストグラムの変化量から呼吸動を検知し、撮像にフィードバックする方法等もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５３７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、被写体への呼吸器のセンサの取り付けや配線等、検査前の準備作業が増え検査効率が下がってしまう。また、呼吸器のケーブル等は、術者が被写体へアクセスを行う際の妨げとなりやすい。更に、上述した濃度ヒストグラムの変化量から呼吸動を検知する方法では、例えば連続Ｘ線の１フレームごとの線量変化、または量子ノイズ量の変化等により濃度ヒストグラムに変化が生じると、呼吸周期を誤検出してしまうことがある。その場合は術者が意図した呼吸時相とは異なる時相で撮像してしまうこととなり、問題であった。
【０００５】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、被写体へのセンサ類の取り付けが不要であり、また連続Ｘ線撮影における１フレームごとの線量変化や量子ノイズ量の変化によるＸ線画像の濃度分布の変化による影響を受けずに被写体の周期的な動きを検出し、検出した動き周期を利用した撮影を行うことが可能なＸ線透視撮影装置及び撮影方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するための第１の発明は、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源と対向配置され前記被写体を透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器により検出された透過Ｘ線に基づいて画像を生成する画像処理部と、所定時間の透視撮影により得られた時系列の画像群を解析することにより前記被写体の動き周期を算出する動き周期算出部と、算出された動き周期に基づき撮影を制御する制御部と、を備えることを特徴とするＸ線透視撮影装置である。
【０００７】
第２の発明は、被写体にＸ線を照射するステップと、前記被写体を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器により検出するステップと、前記Ｘ線検出器により検出された透過Ｘ線に基づいて画像を生成するステップと、所定時間の透視撮影により得られた時系列の画像群を解析することにより前記被写体の動き周期を算出するステップと、算出された動き周期に基づき撮影を制御するステップと、を備えることを特徴とする撮影方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、被写体へのセンサ類の取り付けが不要であり、また連続Ｘ線撮影における１フレームごとの線量変化や量子ノイズ量の変化によるＸ線画像の濃度分布の変化による影響を受けずに被写体の周期的な動きを検出し、検出した動き周期を利用した撮影を行うことが可能なＸ線透視撮影装置及び撮影方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るＸ線透視撮影装置１の構成を示すブロック図
【図２】動き周期算出処理の流れを説明するフローチャート
【図３】ｎフレームの透視記録画像Ａ１〜Ａｎからなる連続した透視記録画像群４０の例
【図４】基準画像Ｂに対する関心領域２０の設定例
【図５】透視記録画像群４０から求められる時系列画像統計情報４１の例
【図６】周波数変換後の時系列画像統計情報４３の例
【図７】呼吸同時相で撮像し、断層像を再構成する手順を示すタイミングチャート（第２の実施の形態）
【図８】図７の撮影における装置姿勢の例を示す図
【図９】連続撮像データを複数の呼吸時相に分類し、断層像を再構成する手順を示すタイミングチャート（第３の実施の形態）
【図１０】同時相のマスク画像とライブ画像との減算によりＤＳＡ画像を得る処理の手順を示すタイミングチャート（第４の実施の形態）
【図１１】複数の関心領域２１の設定例
【図１２】複数の関心領域２１から求められる時系列画像統計情報の例
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照しながら、本発明に係るＸ線透視撮影装置１の構成について説明する。
【００１２】
図１に示すようにＸ線透視撮影装置１は、高電圧発生部１０１及びＸ線管球１０２からなるＸ線源、Ｘ線絞り装置１０３、被写体３を寝載するテーブル１０５、Ｘ線検出器１０６、システム制御部１２０、Ｘ線制御部１２１、画像処理部１２２、記憶部１２３、動き周期算出部１２４、画像生成部１２５、表示部１３０、及び操作部１３１を備える。
【００１３】
Ｘ線源はＸ線管球１０２及び高電圧発生部１０１を備える。Ｘ線管球１０２は高電圧発生部１０１から電力供給を受けてＸ線を発生させる。Ｘ線源には特定のエネルギーのＸ線を選択的に透過させるＸ線フィルタ等が設けられるようにしてもよい。Ｘ線源の動作はＸ線制御部１２１により制御される。
【００１４】
Ｘ線制御部１２１はシステム制御部１２０から送信されるＸ線制御信号に従って、Ｘ線管電流やＸ線管電圧等を制御する。なお、Ｘ線管球１０２と高電圧発生部１０１とは一体的に構成されたものとしてもよいし、別体としてもよい。また、Ｘ線管球１０２とＸ線絞り装置１０３とが一体的に設けられていてもよい。
【００１５】
Ｘ線絞り装置１０３は、Ｘ線管球１０２から発生したＸ線の照射野を絞り込むため複数の遮蔽板を有する。Ｘ線絞り装置１０３はシステム制御部１２０からの制御信号に従って複数の遮蔽板を移動させることで被写体３に照射するＸ線照射野を絞り込む。
【００１６】
Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線を検出する複数の検出素子が２次元アレイ上に配置されて構成されており、Ｘ線管球１０２から照射され被写体３を透過したＸ線（透過Ｘ線）の入射量に応じたＸ線信号を検出し、画像処理部１２２へ送出する。
【００１７】
画像処理部１２２は、Ｘ線検出器１０６から出力されたＸ線信号を画像処理し、Ｘ線画像を生成して出力する。画像処理は、ガンマ変換、階調変換処理、画像の拡大・縮小処理等である。画像処理部１２２により生成されたＸ線画像は記憶部１２３及び表示部１３０に出力される。
【００１８】
本発明のＸ線透視撮影装置１は、透視記録機能及び撮影記録機能を有する。透視記録機能とは、被写体３にＸ線を連続的に照射して動画像からなる透視像（透視記録画像群）を生成する機能である。撮影記録機能とは、被写体３に一瞬だけＸ線を照射して静止画像であるＸ線画像を生成する機能である。画像処理部１２２は、透視記録機能においては複数フレームの透視像からなる透視記録画像群を生成し、撮影記録機能においては１枚のＸ線画像である撮影像を生成する。
【００１９】
記憶部１２３は、画像処理部１２２により生成されたＸ線画像（透視記録画像群または撮影像）を記憶する。また、透視や撮影に関するプログラムや各種透視条件、撮影条件の他、後述する動き周期の算出や各種撮影手順の実行に必要なプログラム及びデータ等を記憶する。
【００２０】
動き周期算出部１２４は、上述の透視記録機能により得られた一連の透視記録画像群を解析することにより、被写体３の動き周期を算出する。被写体３の動きとは、例えば、呼吸動等のように周期的な動きを示す体動である。また動き周期とは、その周期的な体動の周期である。算出された動き周期は、Ｘ線制御部１２１、及び画像生成部１２５に通知される。
【００２１】
動き周期算出部１２４は、一連の透視記録画像群の各画像から周波数フィルタによって特定の空間周波数帯を抽出した画像である特定周波数帯画像を作成する。また作成した特定周波数帯画像群から画像統計情報の経時的変化を算出し、画像統計情報の経時的変化を周波数解析することにより動き周期を算出する。
【００２２】
ここで、抽出する特定の空間周波数帯は、撮像部位に応じた適切な帯域が予め保持され、設定されるものとすることが望ましい。或いは、操作者により入力された任意の帯域としてもよい。また、撮像部位に応じた適切な帯域を設定する場合、設定された周波数帯を抽出するためのフィルタを読み出し、画像の拡大率に応じて調整することが望ましい。
【００２３】
上述の特定周波数帯画像群から求める画像統計情報は、例えば画素値の平均、分散、歪度、鋭度、及び最頻値のうちいずれか一つまたは複数の組み合わせを用いることが望ましい。
【００２４】
動き周期の算出の手順については、後述する。
動き周期算出部１２４により算出された動き周期は、Ｘ線制御部１２１及び表示部１３０に通知され、撮影の制御や表示制御に利用される。
【００２５】
画像生成部１２５は、画像処理部１２２により生成され記憶部１２３に記憶された画像を用いて、断層像等の画像を生成する。生成された画像は記憶部１２３に記憶されるとともに表示部１３０に表示される。
【００２６】
表示部１３０は、ＣＲＴや液晶パネル等の表示装置により構成され、画像処理部１２２により生成された被写体３のＸ線画像や画像生成部１２５により生成された断層像等の画像を表示する。
【００２７】
操作部１３１は、キーボード、マウス、ジョイスティック等の入力装置を備え、操作者からの指令をシステム制御部１２０に入力する。なお、操作部１３１は表示部１３０と一体的に形成されたタッチパネル式の操作部としてもよい。
【００２８】
システム制御部１２０は、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。システム制御部１２０は、操作部１３１から入力された入力信号に基づいてＸ線照射の動作制御を行ったり、被写体３を透過したＸ線（以下「透過Ｘ線」と略記する）の検出及びデータ収集動作の制御を行ったり、Ｘ線管球１０２、Ｘ線検出器１０６、及びテーブル１０５の移動動作の制御を行う。
【００２９】
本発明において、Ｘ線源（高電圧発生部１０１、Ｘ線管球１０２、Ｘ線絞り装置１０３）及びＸ線検出器１０６は、テーブル１０５を介して対向する状態で配置される。例えば図示しないアームの一端部にＸ線管球１０２、他端部にＸ線検出器１０６がそれぞれ固定される。また図示しない移動機構によってアームを傾斜させたり移動させたりすることによりＸ線管球１０２の位置を移動し、被写体３に対して所定の傾斜角度まで傾けることが可能となっている。Ｘ線管球１０２の傾斜に連動してＸ線検出器１０６も水平移動または回転移動される（図８参照）。
【００３０】
次に、図２のフローチャートを参照して、動き周期算出処理の手順を説明する。図２の例では、周期的な体動の例として呼吸動を用い、動き周期の算出について説明する。
【００３１】
まずシステム制御部１２０は、透視撮影を開始し、作成された透視記録画像群を記憶部１２３に記憶する。このとき操作者は被写体３をテーブル１０５に寝載させ、取得した透視像に基づいて位置決めを行う。その後、少なくとも呼吸周期１周期分以上の時間、透視レートＦＲ［フレーム／秒］でｎフレーム分の透視撮影を行う。図３に示すように、動き周期算出部１２４は、ｎフレーム分の画像Ａ１〜Ａｎからなる時系列の透視記録画像群４０を画像処理部１２２から読み込む（ステップＳ１０１）。
【００３２】
次に、動き周期算出部１２４は、読み込んだ透視記録画像群４０（Ａ１〜Ａｎ）の中から任意の１画像を基準画像Ｂとして設定する（ステップＳ１０２）。更に、図４に示すように基準画像Ｂの任意の位置に関心領域２０を設定する（ステップＳ１０３）。
【００３３】
次に動き周期算出部１２４は、透視記録画像群４０の各画像Ａ１〜Ａｎから基準画像Ｂで設定した関心領域２０と対応する領域をそれぞれ関心領域２０として抜き出す。そして、抜き出した各画像の関心領域２０に対し、特定の空間周波数帯域（単位は、Line/pixel）を抽出するためのフィルタ処理を行う（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４のフィルタ処理を行うことでノイズの影響を削減できる。
【００３４】
ステップＳ１０４において、抽出する特定空間周波数帯は人体の呼吸動作と同期して動き、かつＸ線像として写りやすい箇所の空間周波数成分が存在する空間周波数帯域とする。人体の呼吸動作と同期して動き、かつＸ線像として写りやすい箇所としては、例えば、肋骨や横隔膜または肺血管等が好適である。またこれらの空間周波数帯域を抽出するフィルタは、複数の選択肢の中から操作者により選択可能とすることが望ましい。撮影部位（肋骨、横隔膜、肺血管等）に応じた適切な空間周波数帯域の設定値を記憶部１２３に予め保持しており、システム制御部１２０は、操作者が複数の選択肢の中から撮影部位または空間周波数帯域を入力（選択）するためのユーザインターフェースを提供することが望ましい。
【００３５】
例えば、システム制御部１２０は、撮像部位毎に抽出する空間周波数帯域を予め定めたデータテーブルを記憶部１２３に保持し、撮影部位を選択する画面をユーザインターフェースとして表示部１３０に表示する。画面上で撮像部位が選択されると、システム制御部１２０はデータテーブルを参照して部位に応じた空間周波数帯域のフィルタを決定し、ステップＳ１０４のフィルタ処理に用いる。
【００３６】
また、同じ撮影部位であっても画像の拡大率によって空間周波数は異なる。そのため、上述のデータテーブルには、基準とする装置姿勢における空間周波数帯域が基準値として格納されているものとする。基準とする装置姿勢は、例えばＸ線検出器１０６とテーブル１０５との間の距離が最小、かつＸ線管球１０２とＸ線検出器１０６との距離が最大のときとすればよい。透視像記録時のＸ線検出器１０６とテーブル１０５との距離やＸ線管球１０２とＸ線検出器１０６との距離の情報から画像の拡大率を算出し、算出した拡大率で上述の基準値を除算することにより、画像の拡大率に適した空間周波数を求める。これにより、画像の拡大率及び撮像部位に応じた適切なフィルタを容易に設定することが可能となる。
【００３７】
ステップＳ１０４のフィルタ処理により、一連の透視記録画像群４０の各画像Ａ１〜Ａｎ、Ｂから特定空間周波数帯を抽出した画像である周波数帯画像群が作成される。
【００３８】
次に、動き周期算出部１２４は、ステップＳ１０４で作成された各周波数帯画像から画像統計情報を算出する（ステップＳ１０５）。画像統計情報は、平均値、分散値、歪度、鋭度、最頻値等を用いることが考えられる。例えば、鋭度は精度よい結果を得ることができるため好適である。一連の透視記録画像群４０の関心領域２０から算出された画像統計情報は、図５に示すように時系列データとして算出される。以下、時系列で画像統計情報を示したグラフを時系列画像統計情報４１という。図５の時系列画像統計情報４１のグラフは、横軸がフレーム番号（時間）、縦軸を統計値として表したものである。
【００３９】
動き周期算出部１２４は、基準画像Ｂの画像統計情報とその他の画像Ａ１〜Ａｎの統計情報との差分の経時変化データＳｕｂ１〜Ｓｕｂｎを算出する（ステップＳ１０６）。また動き周期算出部１２４は、ステップＳ１０６で算出した差分Ｓｕｂ１〜Ｓｕｂｎの経時的変化データを周波数変換する（ステップＳ１０７）。
【００４０】
ステップＳ１０７では、動き周期算出部１２４は、１つまたは複数の統計情報の差分値の経時変化データを以下の式（１）を用いて周波数変換し、周波数（単位は［１／ｆｒａｍｅ］）に対する強度ｆＳＵＢ（ｋ）を算出する。
【００４１】
【数１】
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【００４２】
ステップＳ１０７の処理により得た強度ｆＳＵＢ（ｋ）は時系列の画像統計情報の周波数変換データであり、例えば図６に示すグラフ４３のように表される。
動き周期算出部１２４は、ステップＳ１０７で算出した強度ｆＳＵＢ（ｋ）について、０Ｈｚ以上の周波数のうち最大強度（周波数ピーク）となる周波数ｋを算出し、当該周波数ｋを動き周期Ｆｒｅｑとする（ステップＳ１０８）。動き周期算出部１２４は算出した動き周期ＦｒｅｑをＸ線制御部１２１及び表示部１３０へ通知する。
【００４３】
上述のステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の手順により動き周期が求められる。
第１の実施の形態の手法によって被写体３の動き周期を算出することにより、被写体３へ呼吸計等のセンサ類を取り付けなくとも、画像から動き情報を算出できる。また連続Ｘ線の１フレームごとの線量変化や量子ノイズ量の変化によるＸ線画像の濃度分布の変化による影響を受けずに被写体３の動き周期を検出することが可能となる。
【００４４】
システム制御部１２０は、ステップＳ１０７で算出した動き周期Ｆｒｅｑを様々な撮影手法に適用できる。各撮影手法への適用について、第２〜第４の実施の形態として説明する。
【００４５】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態の方法で算出した動き周期は、例えば、呼吸同期撮影に適用できる。図７は、第２の実施の形態の呼吸同期撮影のタイミングチャートであり、図８は第２の実施の形態の呼吸同期撮影における撮像姿勢を説明する図である。
【００４６】
図７に示すように、期間Ｐｈａｓｅ１において、Ｘ線制御部１２１は被写体３に対し連続的にＸ線を照射する。Ｘ線が照射されている期間と同じ期間、画像処理部１２２はＸ線検出器１０６から得た透過Ｘ線データに基づき透視像の生成を行い、生成した透視像を透視記録画像群として記憶部１２３に保存する。期間Ｐｈａｓｅ１の長さは呼吸周期の１周期分以上の長さとする。連続照射及び透視記録終了後、動き周期算出部１２４は、記憶部１２３に記録された透視記録画像群を読み出し、この透視記録画像群に基づいて第１の実施の形態の手法により呼吸周期を算出する。動き周期算出部１２４は、算出した呼吸周期Ｆｒｅｑ［１／Ｎｆｒａｍｅ］を以下の式（２）を用いて単位変換し、呼吸同期撮影周期Ｔｓｙｎｃ［１／ｓｅｃ］としてＸ線制御部１２１に通知する。
【００４７】
【数２】
2017131310.tif 000004
【００４８】
次の期間Ｐｈａｓｅ２において、Ｘ線制御部１２１は動き周期算出部１２４により通知された呼吸同期撮影周期Ｔｓｙｎｃ毎に間欠的にＸ線を照射する。このときシステム制御部１２０はＸ線源及びＸ線検出器１０６を等速移動または等速回転させ、各照射タイミングで異なる角度から被写体３に対しＸ線を照射する。画像処理部１２２はＸ線が照射される都度、それぞれＸ線検出器１０６により検出した透過Ｘ線量に基づき撮影像を生成する。生成した撮影像を保存画像ＩＭＧＲＥＣとして記憶部１２３に記憶する。
【００４９】
次の期間Ｐｈａｓｅ３において、画像生成部１２５は記憶部１２３に記憶されている複数の角度から得た画像（撮影像）を用いて、断層像を再構成する。画像処理部１２２は作成された断層像を表示部１３０に出力する。表示部１３０は断層像を表示する。
【００５０】
以上の処理により、呼吸時相が同じタイミングで撮影され、投影角度が異なるＸ線画像を用いて断層像を再構成できる。そのため、呼吸による体動の影響のない断層像を得ることができる。
【００５１】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態の方法で算出した動き周期は、例えば、連続撮像データを時相毎に分類し、時相毎の断層像の再構成する処理に適用できる。図９は、第３の実施の形態の呼吸同期撮影及び画像再構成のタイミングチャートである。
【００５２】
図９に示すように、期間Ｐｈａｓｅ１では第２の実施の形態と同様にＸ線制御部１２１は被写体３に対し連続的にＸ線を照射する。Ｘ線が照射されている期間と同じ期間、画像処理部１２２はＸ線検出器１０６から得た透過Ｘ線データに基づき透視記録画像群４０の生成を行い、生成した透視記録画像群４０を記憶部１２３に記録する。連続照射終了後、動き周期算出部１２４は、記憶部１２３に記録された透視記録画像群４０を読み出し、読み出した透視記録画像群４０に基づいて第１の実施の形態の手法により呼吸周期Ｆｒｅｑ［１／Ｎｆｒａｍｅ］を算出する。また、上述の式（２）を用いて単位変換し、呼吸同期撮影周期Ｔｓｙｎｃ［１／ｓｅｃ］としてＸ線制御部１２１に通知する。
【００５３】
次の期間Ｐｈａｓｅ２において、Ｘ線制御部１２１はＸ線を連続的に照射する。このときシステム制御部１２０はＸ線管球１０２及びＸ線検出器１０６の位置を等速移動または等速回転させて被写体３を投影する角度を変化させる。画像処理部１２２はＸ線が照射される間、上述の撮像レートＦＲで撮影像を生成し、生成した撮影像を保存画像ＩＭＧＲＥＣとして記憶部１２３に記憶する。
【００５４】
画像処理部１２２は、次の期間Ｐｈａｓｅ３において、記憶部１２３に記憶した保存画像ＩＭＧＲＥＣを呼吸同期撮影周期Ｔｓｙｎｃと撮像レートＦＲに基づき、次の式（３）のように複数パターン（パターン数をＸとする）の呼吸時相画像群ＩＭＧｓｙｎｃ（Ｘ）に分類する。
【００５５】
Ｘ＝ＦＲ÷Ｔｓｙｎｃ  ・・・（３）
【００５６】
図９の例では、分類パターン数Ｘ＝２とし、破線で示す呼吸時相で得られた透視像を分類パターンＡに分類し、一点鎖線で示す呼吸時相で得られた透視像を分類パターンＢに分類する。例えば、呼吸であれば分類パターンＡは呼期、分類パターンＢは吸期のように分類することが考えられる。なお、分類パターン数Ｘは２つに限定されず、３つ以上としてもよい。
【００５７】
次の期間Ｐｈａｓｅ４では、呼吸時相でＸ個のパターンに分類された画像群（以下、呼吸時相画像群ＩＭＧｓｙｎｃ（Ｘ）という）それぞれに対し、画像生成部１２５により画像再構成処理を行って各呼吸時相での断層像を再構成する。画像生成部１２５は作成した呼吸時相毎の断層像を表示部１３０に出力する。表示部１３０は呼吸時相毎の断層像を表示する。
【００５８】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、様々な投影角度から撮影された画像を複数の呼吸時相で取得できる。そのため同じ呼吸時相毎の画像を用いて断層像を再構成すれば、呼吸による体動の影響がない複数の呼吸時相の断層像を得ることが可能となる。
【００５９】
［第４の実施形態］
第１の実施の形態の方法で算出した動き周期は、例えば、ＤＳＡ（Digital Subtraction angiography；血管造影）撮影に適用できる。図１０は、第４の実施の形態における撮影のタイミングチャートである。
【００６０】
図１０に示すように、期間Ｐｈａｓｅ１では第１〜第３の実施の形態と同様にＸ線制御部１２１は被写体３に対し連続的にＸ線を照射する。Ｘ線が照射されている期間と同じ期間、画像処理部１２２はＸ線検出器１０６から得た透過Ｘ線データに基づき透視記録画像群４０の生成を行い、生成した透視記録画像群４０を記憶部１２３に記録する。動き周期算出部１２４は、記憶部１２３に記録された透視記録画像群４０を読み出し、この透視記録画像群４０に基づいて第１の実施の形態の手法により呼吸周期Ｆｒｅｑ［１／Ｎｆｒａｍｅ］を算出し、上述の式（２）を用いて単位変換し、呼吸同期撮影周期Ｔｓｙｎｃ［１／ｓｅｃ］としてＸ線制御部１２１に通知する。
【００６１】
次の期間Ｐｈａｓｅ２において、Ｘ線制御部１２１は所定の撮像レートＦＲで連続したマスク画像を呼吸周期時間Ｔの１周期分撮像し保存マスク画像群ＭａｓｋＩＭＧとして記憶部１２３に記憶する。マスク画像とは、造影剤注入前に得られる画像である。呼吸周期時間Ｔは以下の式（４）により求められる。
【００６２】
【数３】
2017131310.tif 000005
【００６３】
画像処理部１２２は、記憶部１２３に記憶された保存マスク画像群ＭａｓｋＩＭＧを、呼吸同期撮影周期Ｔｓｙｎｃと撮影レートＦＲに基づいて上述の式（３）のようにＸパターンの呼吸時相マスク画像群ＭａｓｋＩＭＧｓｙｎｃ（Ｘ）に分類する。
【００６４】
図１０の例では、一例として７パターンの呼吸時相マスク画像群ＭａｓｋＩＭＧｓｙｎｃ（１）〜ＭａｓｋＩＭＧｓｙｎｃ（７）に分類する。以下、表記を簡略化するために各パターンの呼吸時相マスク画像をそれぞれＭ１〜Ｍ７と表記する。
【００６５】
次の期間Ｐｈａｓｅ３では、造影剤を注入しながら連続的なＸ線照射を行い、撮像レートＦＲで連続したライブ画像ＬｉｖｅＩＭＧを取得する。取得したライブ画像ＬｉｖｅＩＭＧは逐次、記憶部１２３に記憶される。また、画像処理部１２２は、記憶部１２３に記憶された保存ライブ画像群ＬｉｖｅＩＭＧを呼吸同期撮影周期Ｔｓｙｎｃと撮影レートＦＲをもとに上述の式（３）のようにＸパターンの呼吸時相ライブ画像群ＬｉｖｅＩＭＧｓｙｎｃ（Ｘ）に分類する。図１０の例では、マスク画像と同様に分類パターン数Ｘ＝７として、７パターンの呼吸時相ライブ画像群ＬｉｖｅＩＭＧｓｙｎｃ（１）〜ＬｉｖｅＩＭＧｓｙｎｃ（７）に分類する。以下、表記を簡略化するために各パターンの呼吸時相ライブ画像群をＬ１〜Ｌ７と呼ぶ。
【００６６】
画像処理部１２２は、マスク画像Ｍ１〜Ｍ７とライブ画像Ｌ１〜Ｌ７とをそれぞれ同じ呼吸時相同士で減算することによりＤＳＡ画像を作成する。画像処理部１２２は、作成したＤＳＡ画像を表示部１３０に表示するとともに、記憶部１２３に記憶する。
【００６７】
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、期間Ｐｈａｓｅ１で算出した動き周期に基づいて、少なくとも動き周期１周期分の連続Ｘ線照射によりマスク画像を得た後、造影剤を注入しながらＸ線を連続的に照射してライブ画像を得る。そして、造影剤注入前のマスク画像と造影剤注入後のライブ画像とを同じ動き時相毎に差分をとることによりＤＳＡ画像を得る。これにより、呼吸による体動ボケのないＤＳＡ画像を作成することが可能となる。
【００６８】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態の動き周期算出処理において、操作者は任意の関心領域２０を設定して関心領域内の画像を用いて動き周期の算出を行ったが、設定する関心領域は１つに限定されず複数設定してもよい。第５の実施の形態では、複数設定された関心領域２１の各々から算出された動き周期のうち最適な動き周期を決定する処理について、説明する。
【００６９】
図２のフローチャートのステップＳ１０３において設定する関心領域を、例えば図１１に示すように同サイズのｍ個（１＜ｍ）の関心領域２１として基準画像Ｂに配置する。関心領域２１の配置は、操作者が手動で行ってもよいし、システム制御部１２０により基準画像Ｂの任意の位置に配置してもよい。
そして、ｍ個の関心領域それぞれについて図２のステップＳ１０４〜ステップＳ１０８の処理（周波数フィルタ処理、各画像の統計情報算出、基準画像Ｂとその他の画像Ａ１〜Ａｎとの統計情報の差分Ｓｕｂ１〜Ｓｕｂｎ算出、差分Ｓｕｂ１〜Ｓｕｂｎの周波数変換、周波数ピークから呼吸周期Ｆｒｅｑ（ｍ）を算出）を実行する。
【００７０】
その後、動き周期算出部１２４は、ｍ個の関心領域で求めた各呼吸周期Ｆｒｅｑ（ｍ）のうち、最頻値となる値を呼吸周期とする。算出された呼吸周期は、第１の実施の形態と同様、Ｘ線制御部１２１、及び画像生成部１２５に通知される。
【００７１】
画像生成部１２５は、求めた呼吸周期を利用することにより、第２〜第４の実施の形態と同様に、所定の呼吸時相で間欠的にＸ線を照射するよう制御したり、複数の呼吸時相に分類してそれぞれの呼吸時相の断層像を再構成したり、ＤＳＡ画像を作成したりすることが可能となる。
【００７２】
第５の実施の形態のＸ線透視撮影装置１によれば、操作者が関心領域を指定しなくとも複数の関心領域を設定し、最も適切な呼吸周期を算出できる。
【００７３】
以上、各実施形態において、本発明の好適なＸ線透視撮影装置について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・・・Ｘ線透視撮影装置
３・・・・・被写体
２０・・・・関心領域
４０・・・・透視記録画像群
４１・・・・時系列画像統計情報
４３・・・・時系列画像統計情報の周波数変換
１０１・・・高電圧発生部
１０２・・・Ｘ線管球
１０３・・・Ｘ線絞り装置
１０５・・・テーブル
１０６・・・Ｘ線検出器
１２０・・・システム制御部
１２１・・・Ｘ線制御部
１２２・・・画像処理部
１２３・・・記憶部
１２４・・・動き周期算出部
１２５・・・画像生成部
１３０・・・表示部
１３１・・・操作部
【図１】
2017131310.tif 000006
【図２】
2017131310.tif 000007
【図３】
2017131310.tif 000008
【図４】
2017131310.tif 000009
【図５】
2017131310.tif 000010
【図６】
2017131310.tif 000011
【図７】
2017131310.tif 000012
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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