JP3793102B2 - Dynamic X-ray imaging method and control device for performing dynamic X-ray imaging - Google Patents

Dynamic X-ray imaging method and control device for performing dynamic X-ray imaging Download PDF

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用にダイナミック画像(動画)を生成する為に用いられるX線撮影システム及び方法に関し、特に、肺や横隔膜等の組織の動きを検査するために、胸部のダイナミックX線画像を生成する為に用いられるX線撮影システム及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
医療分野でダイナミック画像の生成に用いられる、最も普及している検出器は、イメージインテシファイアである。これらは真空管であって、その内部でX線が電子に変換され、変換された電子は蛍光スクリーンに向けて加速され、蛍光スクリーン上で可視光子に変換されて可視画像が生成される。この画像は、CCD(charge-coupled device)カメラなどの2次元検出器により検出される。イメージインテシファイアの結像領域は円形であり、最大で直径16インチ(40cm)のものが現在入手可能である。
【0003】
また、ダイナミックX線画像を生成可能な別の検出器は、アモルファスシリコン画素(pixilated)構造に基づいており、後でシリコン構造内で検出されるように入射X線を光に変換する蛍光層か、またはシリコン構造により検出される電荷に入射X線を直接変換するフォトコンダクター素材のいずれかを用いる。これらの検出器には長方形のものがあり、イメージインテンシファイアよりもダイナミック胸部撮影に適している。また、胸部全体を撮影する為により大きいサイズのものが存在する。
【0004】
このように、ダイナミックX線撮影により、例えば胸部X線撮影では患者が息を吸ったり吐いたりする時に肺が動く様子等、組織の動きが観察可能となるため、その分析をすることで、肺やその他の臓器の様々な病気の診断の一助とすることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した検出器タイプのものは、共に身体の様々な部位の透視画像撮影に用いられ、ユーザにより撮影の開始・終了が行われている。つまり、現状においては、必要な診断情報を持つ一連の画像を生成するのに充分な時間が経過したとユーザーが判断した後に、ユーザが撮影を終了させており、この判断を行うには特殊な知識と経験が必要であった。また、ユーザの誤判断により診断に必要な撮影が充分に行われなかったり、また、必要以上の時間、撮影してしまうこともあった。診断に必要な画像よりも多くの画像を撮影してしまった場合、患者へのX線曝射量が必要以上に高くなってしまう。
【0006】
患者の動きは周期的であり、この周期におけるいくつかの部分が、他の部分よりも診断する上で重要である。従って、診断に充分な画像が得られた時にダイナミックX線撮影を終了し、患者の撮影時間を最小限に押さえつつ、診断に必要な情報がきちんと得られるように撮影装置のフレームレートを制御することが必要である。この制御は、この種類のダイナミック胸部撮影をマススクリーニングで使用する場合、特に重要である。
【0007】
また、イメージインテシファイアの結像領域は円形であるために、患者によっては胸部の重要な部分が結像領域内に完全に収まらず、部分的に撮影されない可能性がある。例えば、横隔膜と肺の領域全体を1枚の画像に納めることができないことがある。これらの組織の動きは、共に、診断用として有用な情報を提供するため、これらの組織を両方とも撮影できなければ、診断用情報が欠落してしまう。更に、イメージインテンシファイアにより生成される画像は、空間解像度が悪く、歪んでいる。また、イメージインテンシファイア自体のサイズは大きく、検出器の設置が難しいという問題があった。
【0008】
また、呼吸を1回行う間に5〜6枚の画像を撮影することができない撮影装置を、ダイナミックX線画像撮影に用いることはできなかった。
【0009】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、患者のX線撮影時間を最小限に押さえつつ、診断に必要なダイナミックX線画像情報を確実に得られるようにすることを第1の目的とする。
【0010】
また、フレームレートが遅い撮像装置においても、ダイナミックX線画像撮影を行えるようにすること第2の目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するために、X線源と、当該X線源から照射されるX線を受けてその強度に応じて電気信号を出力する撮像手段とを有するX線画像撮影装置によりダイナミックX線画像撮影を行うための本発明の制御装置は、被検者の呼吸サイクルを検出する検出手段と、前記呼吸サイクルに応じて、X線画像の撮影開始タイミングと、撮影終了タイミングの少なくともいずれか一方を含む撮影タイミングを自動制御する制御手段とを有する。
【0013】
また、上記第2の目的を達成するために、前記制御手段は、複数の呼吸サイクルに跨る用に撮影位置を決定し、得られた各撮影位置でX線画像を、呼吸サイクルの1周期における位置に応じて並べ替える。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、胸部のダイナミックX線撮影を行う場合を例にあげて説明する。
【0015】
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態におけるX線撮像システムの構成を図1に示す。図1において、1はCCDカメラであり、呼吸サイクル検出器として用いられる。2は駆動・キャプチャ回路、3は呼吸サイクル位置検出部であり、CCDカメラ1と直列に接続されている。これらの構成により呼吸サイクルにおける現在位置(以下、「呼吸サイクル位置」と呼ぶ。)の情報を連続的に取得して後述するメインメモリ12に渡す。なお、典型的な呼吸サイクルの一例を図2に示す。
【0016】
また、5はX線管、4は後述するCPU11からの信号に応じてX線管5によるX線照射を制御するX線管制御部、6はX線管5から照射されるX線照射領域、7は撮影対象である患者、8は散乱防止グリッド、9はX線の強度に応じて電気信号を出力するX線センサ、10はX線センサ9を駆動することにより、X線センサ9から得られる電気信号を取得するセンサ制御部、11はシステム全体を制御するCPU、12はメインメモリ、13は操作パネル、14は表示部である。
【0017】
胸部の動画に含まれる診断情報は、患者の呼吸サイクルと密接に関連している。本第1の実施形態では、呼吸サイクル位置検出部3と、X線源5と、X線センサ9間のフィードバックを利用して、所定数の呼吸サイクル内又は呼吸サイクルの一部分の間に、完全な胸部のダイナミック画像を取得する。本第1の実施形態で重要な点は、必要な診断情報を確実に集めることと、患者に対して、必要な情報を取得するために必要以上のX線曝射を行わないようにすることである。
【0018】
診断に必要な情報の厳密な特性によって、必要な診断情報を提供するために撮影する必要のある呼吸サイクルの数や部分は異なる。例えば、完全2呼吸サイクル分のダイナミックX線画像が必要な場合や、1呼吸サイクル分の撮影が必要な場合、また、呼吸サイクルの内の吸息または呼息部分で充分である場合もある。
【0019】
従って、呼吸サイクルにおいてX線撮影が必要な部分の開始位置と終了位置を予め設定しておき、定期的に呼吸サイクル位置を取得して、開始位置及び終了位置と比較し、開始位置と終了位置との間だけを撮影することにより、必要な時間だけ、ダイナミックX線画像を得ることができる。
【0020】
次に、本第1の実施形態における上記構成を有するX線撮像システムのX線撮影動作について、図3のフローチャートを参照して説明する。
【0021】
ステップS1で各構成を初期化した後、呼吸サイクル位置をステップS2で検出する。呼吸サイクル位置は、CCDカメラ1により撮影した画像を駆動・キャプチャ回路2を介して呼吸サイクル位置検出部3に送り、呼吸サイクルにおける現在位置を検出して得られる。そして、得られた呼吸サイクル位置をメインメモリ12の所定アドレス部分に書き込むことにより随時更新される。この処理は、ダイナミックX線撮影処理とは独立して連続的に行われており、ステップS2においてCPU11はメインメモリ12の所定アドレスにアクセスすることで呼吸サイクル位置を知ることができる。これにより、呼吸サイクル位置が例えば吸息の終わり、呼息の終わり、又は直近の吸息又は呼息からどのくらいの時間が経過したかを確認することができる。
【0022】
次にステップS3で、呼吸サイクル位置が撮影手順の初期化の為に予め設定された撮影開始位置であるかどうかを確認する。予め設定された撮影開始位置とは、例えば、1呼吸サイクルにおける吸息の終わりや、呼息の終わり、またはこれらの2つの位置の間で設定された時間又はその時間部分である。CPU11はメインメモリ12にアクセスして呼吸サイクルにおける撮影開始時間を取得し、ステップS2で取得した呼吸サイクル位置と撮影開始位置とを比較する。
【0023】
もし、ステップS2で取得した呼吸サイクル位置が予め設定された撮影開始位置の誤差範囲内にあると判断されると(ステップS3でYES)、ステップS4に進んでCPU11はX線センサ9とセンサ制御部10の駆動を開始することで、連続撮影を開始する。同時に、CPU11はX線管制御部4に信号を送出することで、X線管5からのX線照射を開始させる。撮影装置によっては、X線源5よりも若干先にX線センサ9の処理を開始する必要がある。なお、本発明は、X線センサ9及びX線源5の駆動開始の特定の形態に制限されるものではない。
【0024】
X線管5により生成されたX線は患者6と散乱防止グリッド8を通過し、電気信号の形態でX線センサ9により検出される。このX線センサ9は複数のセンサ画素素子から構成され、X線センサ9から出力されるデータはセンサ制御部10を介してメインメモリ12に格納される。連続する各画像は、CPU11の制御の下、メインメモリ12の異なるメモリ位置に書き込まれる。このようにして画像を撮影する(ステップS5)。
【0025】
1撮影が終了すると、ステップS6で、ステップS3と同様にして呼吸サイクル位置を検出する。これにより、現在位置が例えば吸入の終わり、呼息の終わり、又は直近の吸入又は呼息からどのくらいの時間が経過したかを確認することができる。
【0026】
ステップS7で、呼吸サイクル位置が予め設定された撮影終了位置であるかどうかを確認する。この撮影終了位置は、例えば、吸息の終わりや、呼息の終わり、またはこれらの2つの位置の間のサイクル時間内で設定された時間又はその部分である。CPU11は、メインメモリ12にアクセスして呼吸サイクルにおける撮影終了位置を取得し、この撮影終了位置と、ステップS6で取得した呼吸サイクル位置とを比較する。呼吸サイクル位置が撮影終了位置の誤差範囲内にあれば、ステップS8に進んで連続撮影を終了する。一方、誤差範囲内に達していない場合は、ステップS5に戻って撮影を繰り返す。
【0027】
ステップS8において、CPU11はセンサ制御部10に終了信号を送る。撮影を終了するに当たって、センサ制御部10はCPU11に確認信号を送り、CPU11はX線管制御部4に終了信号を送り、X線管制御部4はX線管5によるX線の生成を終了させる。また、現在取得中の画像の撮影完了時にX線センサ9とX線源5とを同時に停止するようにしても良い。このようにすることで、確実に最終画像の撮影が完了し、且つ患者7に対して無駄にX線を照射しないようにすることができる。なお、本発明は、特定の撮影処理の終了の形態に制限されるものではない。
【0028】
上記の通り本第1の実施形態によれば、撮影開始タイミング及び撮影終了タイミングを呼吸サイクルに基づいて自動的に判断して撮影を行うようにすることで、患者のX線撮影時間を最小限に押さえつつ、診断に必要なダイナミックX線画像情報を確実に得ることができる。
【0029】
<第2の実施形態>
本第2の実施形態においては、1呼吸サイクル内で充分な数の画像を得る為に充分なフレームレートで駆動することができないセンサにおける動作について説明する。なお、X線撮像システムの基本構成は上記第1の実施形態において図1を参照にして説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0030】
本第2の実施形態では、呼吸サイクル位置検出部3とX線源5とX線センサ9との間のフィードバックにより、複数の呼吸サイクルの異なる位置で1枚ずつ画像を取得し、それらの画像をあたかも1呼吸サイクルから得られたように並び替えることで、一連のダイナミックX線画像の生成を行う。具体的には、X線センサ9及びX線源5を、呼吸サイクルの予め設定された位置で活性化させて撮影を行う。
【0031】
本第2の実施形態におけるX線撮影動作について、図4のフローチャートを参照して説明する。ここでは、N枚の画像が必要であるものとする。撮影しようとする各画像をn(=1〜n)とすると、各画像は複数の呼吸サイクルにおける互いに異なる撮影位置P(1)〜P(n)に割り当てられる。この撮影位置P(1)〜P(n)は予め設定しておき、メインメモリ12に保持しておく。なお、この処理における各画像取得時間間隔は、一定(呼吸サイクルの周期をTとした場合、例えばT+C:C=T/N)でも良いし、一定でなくても良い。このようにして撮影を行うということは、X線撮像システムのフレームレートを制御することと同義である。なお、本第2の実施形態は、呼吸サイクルにおける画像の位置を制御したり、撮影装置のフレームレートを制御することに制限されるものではない。
【0032】
まず、処理が開始されると、ステップS10でn=1に設定し、ステップS11で呼吸サイクル位置を検出する。呼吸サイクル位置の検出は、例えば、上記第1の実施形態で図3のステップS2と同様にして行う。ステップ12では、ステップS11で検出した撮像位置P(1)に達するまでステップS11〜S12の処理を繰り返す。ステップS12で点P(1)に達したと確認されると、ステップS13でX線画像を撮影する。なお、ステップS13における撮影処理は、X線センサ9とX線源5両方の制御を含む。ステップS14で撮影された画像の数を示すnを1増やし、ステップS15で必要画像枚数Nと比較される。
【0033】
ステップS11〜S15の処理をP(1)〜P(n)の各位置でN枚の画像が撮影されるまで繰り返し、n>Nとなった時点で、ステップS15に進む。ステップS15では取得したN枚の画像を、1呼吸サイクルにおいて得られた場合と同じ順番になるように並べ替える。
【0034】
上記のように本第2の実施形態によれば、フレームレートが遅い撮像装置においても、患者のX線撮影時間を最小限に押さえつつ、診断に必要なダイナミックX線画像を得ることができる。
【0035】
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0036】
呼吸サイクルと呼吸レートの変化率との関係を表すグラフを図5に示す。呼吸レートの変化率が高い場合、肺や、横隔膜などの他の組織の動きも速い。画像が固定フレームレートで撮影された場合、比較的低速のフレームレートである場合には、呼吸サイクルの速い領域では、診断に有用な情報が欠落してしまう可能性がある。
【0037】
一方、比較的高速の固定フレームレートで撮影した場合、呼吸サイクルが低い領域では必要以上の画像が撮影されることもある。このことは、診断に有用な情報が増えることなく、患者に対するX線照射を増やしてしまうことになる。
【0038】
従って、呼吸レートの変化率に基づいて呼吸サイクルにおける画像を撮影する位置を算出することで、診断に有用な情報量を増やし、患者に対するX線照射を大幅に減らすことができる。
【0039】
本発明の第3の実施形態におけるX線撮影動作について、図6のフローチャートを参照して説明する。なお、X線撮像システムの基本構成は上記第1の実施形態において図1を参照にして説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0040】
まずステップS20で1周期分の呼吸サイクルを検出する。ここでは例えば、CPU11はメインメモリ12に定期的にアクセスし、呼吸サイクル位置検出部3により定期的に更新される呼吸サイクル位置を取得することで、完全な1呼吸サイクルを検出する。ステップS21においてCPU11は1周期分の呼吸サイクルに対して呼吸レートの変化率を算出する。次に、ステップS22で呼吸サイクルにおける画像撮影位置P(1)〜P(n)を算出する。この計算は、呼吸サイクル時間と呼吸レートの変化率の関数である。呼吸レートの変化率が最も速い呼吸サイクルの位置において、より多くの画像を撮影するようにする。例えば、撮影フレームレートが呼吸サイクルの変化率に比例するように、画像撮影位置P(1)〜P(n)を決めるようにしても良い。また、画像撮影位置P(1)〜P(n)は、必要な最大画像数と呼吸サイクルの変化率との関数により求めても良い。
【0041】
呼吸サイクルにおける画像を撮影する位置の算出後、ステップS23でn=1に設定し、ステップS24で呼吸サイクル位置を検出する。呼吸サイクル位置の検出は、例えば、上記第1の実施形態で図3のステップS2と同様にして行う。ステップ25では、ステップS24で検出した撮像位置P(1)に達するまでステップS24〜S25の処理を繰り返す。ステップS25で点P(1)に達したと確認されると、ステップS26でX線画像を撮影する。なお、ステップS26における撮影処理は、X線センサ9とX線源5両方の制御を含む。ステップS28で撮影された画像の数を示すnを1増やし、ステップS28で必要画像枚数Nと比較される。
【0042】
ステップS24〜S28の処理をP(1)〜P(n)の各位置でN枚の画像が撮影されるまで繰り返し、n>Nとなった時点で、処理を終了する。
【0043】
上記の通り第3の実施形態によれば、呼吸レートの変化率に基づいて呼吸サイクルにおける画像を撮影する位置を算出し、その位置でX線撮影を行うことで、診断に有用な情報量を増やし、患者に対するX線照射を大幅に減らすことができる。
【0044】
なお、上記図6のフローチャートに示す例では、X線センサ9が比較的高速のフレームレートで撮影できる場合について説明したが、ステップS23〜S28の処理の代わりに、上記第2の実施形態で説明した図4のステップS10〜S16の処理を行うことにより、X線センサ9が高速のフレームレートで撮影できない場合であっても、同様の効果を得ることができる。
【0045】
なお、X線画像の撮影位置を示すフレームレートは、呼吸レートの変化率が最も速い呼吸サイクルの位置において、より多くの画像を撮影するようにする場合に限るものではなく、呼吸サイクルの変化率に反比例するようにしてもよい。これは、例えば、吸入及び呼息への変遷時、又は吸入及び呼息時に、診断に当たって重要な動き情報が含まれる場合に行われる。このように、診断に必要な情報に応じて、適宜変更することができる。
【0046】
胸部を完全に撮影することで、結像領域が限られているために診断に有用な情報が欠損してしまうことを確実に防ぐことができる。なお、胸部を完全に撮影するためには、少なくとも肺及び横隔膜は1つの画像領域に含まれなければならない。
【0047】
なお、本発明は、呼吸サイクルを検出するための特定の方法又は装置に制限されるものでは無く、上記第1乃至第3の実施形態で説明した方法の他に、例えば、呼吸モニタベルトや光学カメラを用いて患者の胸部の動きを検出したり、気速計により気流を検出したり、胸部インピーダンスの変化を検出したり、胸部X線画像のリアルタイム評価することによって呼吸サイクルを検出することもできる。胸部X線画像のリアルタイム評価を除けば、これら全ての方法をダイナミック撮影処理の開始・終了判定に用いることができる。なお、胸部X線画像のリアルタイム評価は、ダイナミック撮影処理を終了する為にのみ用いることができる。
【0048】
また、本発明は呼吸サイクル位置を確認する為の特定の方法に制限されるものではない。例えば、呼吸レートの時間変化率を用いたり、現サイクルを、先に計測された呼吸サイクルとマッチングすることにより呼吸サイクル位置を確認することができる。
【0049】
【他の実施形態】
上記第1乃至第3の実施形態では、撮影の終了タイミングをCPU11が決定していたが、固定フレームレートで撮影を行う場合には必要な画像の枚数が予め分かっているため、CPU11により撮影が開始された後、X線センサ9とセンサ制御部10により所定枚数の画像が撮影されると、センサ制御部10からCPU11へ終了信号を送信しするようにしても良い。CPU11はこの終了信号を受けて、X線管制御部4に終了信号を送る。
【0050】
また、呼吸サイクル位置の取得開始については上記第1乃至第3の実施形態で特に振れていないが、ユーザーが操作パネル13を使って、呼吸サイクル位置検出部3と駆動・キャプチャ回路2の動作を開始させるようにしても良い。更に、ユーザーが操作パネル13から撮影処理を開始するようにしても良い。CPU11は、撮影処理の開始を受けて、呼吸サイクルの現在位置を判断するために、直ちにメインメモリ12にアクセスする。
【0051】
そして、CPU11は継続して呼吸サイクル位置と所定終了位置とを比較し、もし呼吸サイクル位置が所定誤差内で所定終了位置と同じであれば、CPU11は撮影装置制御電子機器10へ終了信号を送る。撮影を終了するにあたり、センサ制御部10はCPU11に確認信号を送り、CPU11はX線管制御部4に終了信号を送り、X線間制御部4はX線管5によるX線照射を停止する。
【0052】
また、呼吸サイクル位置検出部3が呼吸サイクル時間(1呼吸当たりにかかる時間)を算出してCPU11に渡すようにしてもよい。CPU11は呼吸サイクルの1周期の間に、必要な枚数の画像を撮影する為に必要なフレームレートを算出する。撮影の開始及び終了は、上記いずれかの方法で制御すればよい。
【0053】
また、X線センサ9で連続(ダイナミック)画像を撮影せずに、複数の単画像を撮影する。このようにする理由は、例えば、充分に早いフレームレートを実現できないX線センサが用いられていることが考えられる。この場合、まずユーザーは、操作パネル13を用いて必要な画像数を予め設定する。CPU11は、ダイナミック撮影で得られた画像と同等のものを生成するために必要な複数の単画像を撮影する呼吸サイクルにおける位置を算出する。そしてCPU11は、初期化信号をセンサ制御部10に送り、センサ制御部10からの準備完了信号を受け取るまで待機する。
【0054】
CPU11は、呼吸サイクル確認部3によって継続的に更新される、メインメモリ12内の呼吸サイクル位置に繰り返しアクセスする。もし呼吸サイクル位置が予め算出された撮影位置の1つの所定誤差内にあれば、CPU11は画像を撮影するようにX線管制御部4とセンサ制御部10に撮影信号を送る。画像を撮影した後、CPU11は初期化信号をセンサ制御部10に再度送り、必要枚数の画像の撮影が終了するまでこのループを続ける。画像は、呼吸サイクルの1周期内で得られた場合と同じ順番になるように並べ替えられる。
【0055】
また、X線管制御部4に照射信号を送ってから実際にX線管5からX線が照射されるまでの遅延又は、センサ制御部10に撮影信号を送ってから実際にX線センサ9により画像の撮影を行うまでの遅延の少なくとも一方が存在する。この遅延を補償するために、CPU11は、呼吸サイクル確認部3によって継続的に更新される呼吸サイクル位置を確認するためにメインメモリ12に継続的にアクセスし、確認した呼吸サイクル位置を、呼吸サイクルにおいて要求される位置で画像を生成するために制御信号を送る相対時間を予期するために用いる。つまり、実際に撮影を行う時間よりも遅延分だけ早く照射信号をX線管制御部4に送るようにする。
【0056】
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ROM、RAM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、CD−ROM、CD−R、DVD、光ディスク、光磁気ディスク、MOなどが考えられる。
【0057】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0058】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図3、図4または図6に示すフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、患者のX線撮影時間を最小限に押さえつつ、診断に必要なダイナミックX線画像情報を確実に得ることができる。
【0060】
また、フレームレートが遅い撮像装置においても、ダイナミックX線画像撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるX線撮像システムの概略構成例を示す図である。
【図2】呼吸サイクルの一例を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施形態におけるX線撮影処理を示すフローチャートである。
【図4】本発明の第2の実施形態におけるX線撮影処理を示すフローチャートである。
【図5】呼吸サイクルと、呼吸サイクルの変更レートとの関係を示す図である。
【図6】本発明の第3の実施形態におけるX線撮影処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 CCDカメラ
2 駆動・キャプチャ回路
3 呼吸サイクル位置検出部
4 X線管制御部
5 X線管
6 X線照射領域
7 患者
8 散乱防止グリッド
9 X線センサ
10 センサ制御部
11 CPU
12 メインメモリ
13 操作パネル
14 表示部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray imaging system and method used to generate a dynamic image (moving image) for medical use, and more particularly, to examine a dynamic X-ray image of a chest in order to examine the movement of a tissue such as a lung or a diaphragm. The present invention relates to an X-ray imaging system and method used for generation.
[0002]
[Prior art]
The most prevalent detector used to generate dynamic images in the medical field is an image intifier. These are vacuum tubes, in which X-rays are converted into electrons, and the converted electrons are accelerated toward the fluorescent screen, and are converted into visible photons on the fluorescent screen to generate a visible image. This image is detected by a two-dimensional detector such as a CCD (charge-coupled device) camera. The image area of the image intensifier is circular, and a maximum of 16 inches (40 cm) in diameter is currently available.
[0003]
Another detector that can generate a dynamic X-ray image is based on an amorphous silicon pixilated structure, or a fluorescent layer that converts incident X-rays into light for later detection in the silicon structure. Or a photoconductor material that directly converts incident X-rays into charges detected by the silicon structure. Some of these detectors are rectangular and are more suitable for dynamic chest imaging than image intensifiers. There is also a larger size for photographing the entire chest.
[0004]
In this way, the dynamic X-ray imaging enables the observation of the movement of the tissue, such as the movement of the lung when the patient inhales and exhales, for example, in chest X-ray imaging. And can help diagnose various diseases of other organs.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, both of the detector types described above are used for fluoroscopic imaging of various parts of the body, and imaging is started and ended by the user. In other words, in the present situation, after the user determines that a sufficient time has passed to generate a series of images having the necessary diagnostic information, the user ends the shooting. Knowledge and experience were required. In addition, due to a user's misjudgment, photographing necessary for diagnosis is not sufficiently performed, and photographing may be performed for an unnecessarily long time. If more images than necessary for diagnosis are taken, the amount of X-ray exposure to the patient becomes higher than necessary.
[0006]
Patient movement is periodic and some parts of this cycle are more important for diagnosis than others. Therefore, when a sufficient image for diagnosis is obtained, dynamic X-ray imaging is terminated, and the frame rate of the imaging apparatus is controlled so that information necessary for diagnosis can be obtained properly while minimizing patient imaging time. It is necessary. This control is particularly important when this type of dynamic chest radiography is used in mass screening.
[0007]
In addition, since the imaging region of the image intensifier is circular, an important part of the chest may not be completely contained in the imaging region depending on the patient, and a part of the image may not be captured. For example, it may not be possible to fit the entire diaphragm and lung region into a single image. Since both of these tissue movements provide useful information for diagnosis, if both of these tissues cannot be imaged, the diagnostic information is lost. Furthermore, the image generated by the image intensifier has a poor spatial resolution and is distorted. In addition, the size of the image intensifier itself is large, and it is difficult to install the detector.
[0008]
In addition, an imaging apparatus that cannot capture 5 to 6 images during one breath cannot be used for dynamic X-ray imaging.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. The first object of the present invention is to reliably obtain dynamic X-ray image information necessary for diagnosis while minimizing patient X-ray imaging time. Objective.
[0010]
A second object is to enable dynamic X-ray imaging even in an imaging device with a low frame rate.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object , an X-ray imaging apparatus having an X-ray source and an imaging unit that receives an X-ray irradiated from the X-ray source and outputs an electrical signal according to the intensity thereof. The control device of the present invention for performing dynamic X-ray imaging includes detection means for detecting a breathing cycle of a subject, X-ray imaging start timing, and imaging end timing according to the respiratory cycle. Control means for automatically controlling the imaging timing including any one of them .
[0013]
In order to achieve the second object, the control means determines an imaging position for straddling a plurality of respiratory cycles, and obtains an X-ray image at each acquired imaging position in one cycle of the respiratory cycle. Sort according to position.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a case where dynamic X-ray imaging of the chest is performed will be described as an example.
[0015]
<First Embodiment>
The configuration of the X-ray imaging system in the first embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a CCD camera, which is used as a respiratory cycle detector. Reference numeral 2 denotes a drive / capture circuit, and 3 denotes a breathing cycle position detection unit, which is connected in series with the CCD camera 1. With these configurations, information on the current position in the breathing cycle (hereinafter referred to as “breathing cycle position”) is continuously acquired and passed to the main memory 12 described later. An example of a typical breathing cycle is shown in FIG.
[0016]
Reference numeral 5 denotes an X-ray tube, 4 denotes an X-ray tube controller for controlling X-ray irradiation by the X-ray tube 5 in accordance with a signal from the CPU 11 described later, and 6 denotes an X-ray irradiation region irradiated from the X-ray tube 5. , 7 is a patient to be imaged, 8 is an anti-scatter grid, 9 is an X-ray sensor that outputs an electrical signal according to the intensity of the X-ray, and 10 is an X-ray sensor 9 by driving the X-ray sensor 9. A sensor control unit that acquires an electric signal to be obtained, 11 is a CPU that controls the entire system, 12 is a main memory, 13 is an operation panel, and 14 is a display unit.
[0017]
The diagnostic information contained in the chest video is closely related to the patient's respiratory cycle. In the first embodiment, the feedback between the respiratory cycle position detector 3, the X-ray source 5, and the X-ray sensor 9 is used to complete a predetermined number of respiratory cycles or during a part of the respiratory cycle. Dynamic image of the chest. The important point in the first embodiment is to collect necessary diagnostic information without fail and to prevent the patient from performing X-ray exposure more than necessary to obtain necessary information. It is.
[0018]
Depending on the exact nature of the information required for diagnosis, the number and part of the respiratory cycle that need to be taken to provide the necessary diagnostic information will vary. For example, a dynamic X-ray image for two complete respiratory cycles may be required, an imaging for one respiratory cycle may be required, or the inspiratory or expiratory portion of the respiratory cycle may be sufficient.
[0019]
Therefore, a start position and an end position of a portion that requires X-ray imaging in the respiratory cycle are set in advance, the respiratory cycle position is periodically acquired, and compared with the start position and the end position. By capturing only between the two, a dynamic X-ray image can be obtained for a necessary time.
[0020]
Next, an X-ray imaging operation of the X-ray imaging system having the above configuration in the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0021]
After initializing each component in step S1, the respiratory cycle position is detected in step S2. The respiratory cycle position is obtained by sending an image taken by the CCD camera 1 to the respiratory cycle position detection unit 3 via the drive / capture circuit 2 and detecting the current position in the respiratory cycle. The obtained breathing cycle position is updated at any time by writing it in a predetermined address portion of the main memory 12. This process is performed continuously independently of the dynamic X-ray imaging process, and the CPU 11 can know the breathing cycle position by accessing a predetermined address in the main memory 12 in step S2. This makes it possible to ascertain how long the respiratory cycle position has elapsed since, for example, the end of inspiration, the end of expiration, or the most recent inspiration or expiration.
[0022]
Next, in step S3, it is confirmed whether or not the breathing cycle position is a photographing start position set in advance for initialization of the photographing procedure. The preset imaging start position is, for example, the end of inspiration in one respiratory cycle, the end of exhalation, or a time set between these two positions or a time portion thereof. The CPU 11 accesses the main memory 12, acquires the imaging start time in the respiratory cycle, and compares the respiratory cycle position acquired in step S2 with the imaging start position.
[0023]
If it is determined that the breathing cycle position acquired in step S2 is within an error range of the imaging start position set in advance (YES in step S3), the process proceeds to step S4, and the CPU 11 controls the X-ray sensor 9 and the sensor control. The continuous shooting is started by starting the driving of the unit 10. At the same time, the CPU 11 sends a signal to the X-ray tube control unit 4 to start X-ray irradiation from the X-ray tube 5. Depending on the imaging apparatus, it is necessary to start processing of the X-ray sensor 9 slightly before the X-ray source 5. Note that the present invention is not limited to a specific form of driving start of the X-ray sensor 9 and the X-ray source 5.
[0024]
X-rays generated by the X-ray tube 5 pass through the patient 6 and the anti-scatter grid 8 and are detected by the X-ray sensor 9 in the form of electrical signals. The X-ray sensor 9 includes a plurality of sensor pixel elements, and data output from the X-ray sensor 9 is stored in the main memory 12 via the sensor control unit 10. Each successive image is written to a different memory location in the main memory 12 under the control of the CPU 11. In this way, an image is taken (step S5).
[0025]
When one photographing is completed, the breathing cycle position is detected in step S6 in the same manner as in step S3. This makes it possible to check how long the current position has elapsed since the end of inhalation, the end of exhalation, or the most recent inhalation or exhalation.
[0026]
In step S7, it is confirmed whether or not the respiratory cycle position is a preset photographing end position. This imaging end position is, for example, the end of inspiration, the end of expiration, or a time set within the cycle time between these two positions or a part thereof. The CPU 11 accesses the main memory 12 to acquire the imaging end position in the respiratory cycle, and compares this imaging end position with the respiratory cycle position acquired in step S6. If the breathing cycle position is within the error range of the photographing end position, the process proceeds to step S8 and the continuous photographing is finished. On the other hand, if it does not reach the error range, the process returns to step S5 to repeat photographing.
[0027]
In step S <b> 8, the CPU 11 sends an end signal to the sensor control unit 10. At the end of imaging, the sensor control unit 10 sends a confirmation signal to the CPU 11, the CPU 11 sends an end signal to the X-ray tube control unit 4, and the X-ray tube control unit 4 finishes generating X-rays by the X-ray tube 5. Let Alternatively, the X-ray sensor 9 and the X-ray source 5 may be stopped at the same time when imaging of the currently acquired image is completed. By doing so, it is possible to reliably complete the photographing of the final image and prevent the patient 7 from being irradiated with X-rays unnecessarily. It should be noted that the present invention is not limited to the end form of the specific photographing process.
[0028]
As described above, according to the first embodiment, the imaging start timing and the imaging end timing are automatically determined based on the respiratory cycle to perform imaging, thereby minimizing the X-ray imaging time of the patient. The dynamic X-ray image information necessary for diagnosis can be obtained with certainty.
[0029]
<Second Embodiment>
In the second embodiment, the operation of a sensor that cannot be driven at a sufficient frame rate to obtain a sufficient number of images within one respiratory cycle will be described. Since the basic configuration of the X-ray imaging system is the same as that described with reference to FIG. 1 in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0030]
In the second embodiment, images are acquired one by one at different positions in a plurality of respiratory cycles by feedback between the respiratory cycle position detection unit 3, the X-ray source 5, and the X-ray sensor 9, and these images are acquired. Are rearranged as if they were obtained from one breathing cycle, thereby generating a series of dynamic X-ray images. Specifically, imaging is performed by activating the X-ray sensor 9 and the X-ray source 5 at a preset position in the respiratory cycle.
[0031]
The X-ray imaging operation in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, it is assumed that N images are necessary. If each image to be photographed is n (= 1 to n), each image is assigned to a different photographing position P (1) to P (n) in a plurality of respiratory cycles. The photographing positions P (1) to P (n) are set in advance and stored in the main memory 12. Each image acquisition time interval in this process may be constant (for example, T + C: C = T / N, where T is the cycle of the respiratory cycle), or may not be constant. Taking an image in this way is synonymous with controlling the frame rate of the X-ray imaging system. Note that the second embodiment is not limited to controlling the position of an image in the respiratory cycle or controlling the frame rate of the imaging apparatus.
[0032]
First, when the process is started, n = 1 is set in step S10, and the breathing cycle position is detected in step S11. The detection of the breathing cycle position is performed, for example, in the same manner as step S2 in FIG. 3 in the first embodiment. In step 12, the processes in steps S11 to S12 are repeated until the imaging position P (1) detected in step S11 is reached. If it is confirmed in step S12 that the point P (1) has been reached, an X-ray image is taken in step S13. Note that the imaging processing in step S13 includes control of both the X-ray sensor 9 and the X-ray source 5. In step S14, n indicating the number of captured images is incremented by 1, and is compared with the required number of images N in step S15.
[0033]
The processes in steps S11 to S15 are repeated until N images are taken at each position P (1) to P (n), and when n> N, the process proceeds to step S15. In step S15, the acquired N images are rearranged so as to be in the same order as obtained in one respiratory cycle.
[0034]
As described above, according to the second embodiment, even in an imaging apparatus with a low frame rate, a dynamic X-ray image necessary for diagnosis can be obtained while minimizing the X-ray imaging time of the patient.
[0035]
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0036]
A graph showing the relationship between the respiratory cycle and the rate of change of the respiratory rate is shown in FIG. When the rate of change in breathing rate is high, movements of other tissues such as the lungs and diaphragm are also fast. When an image is taken at a fixed frame rate, if the frame rate is relatively low, information useful for diagnosis may be lost in a region where the respiratory cycle is fast.
[0037]
On the other hand, when images are taken at a relatively fast fixed frame rate, more images than necessary may be taken in regions where the respiratory cycle is low. This increases X-ray irradiation to the patient without increasing useful information for diagnosis.
[0038]
Therefore, by calculating the position at which an image is taken in the respiratory cycle based on the change rate of the respiratory rate, the amount of information useful for diagnosis can be increased, and X-ray irradiation to the patient can be greatly reduced.
[0039]
An X-ray imaging operation in the third embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Since the basic configuration of the X-ray imaging system is the same as that described with reference to FIG. 1 in the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0040]
First, in step S20, one respiratory cycle is detected. Here, for example, the CPU 11 periodically accesses the main memory 12 and acquires a breathing cycle position that is periodically updated by the breathing cycle position detection unit 3, thereby detecting one complete breathing cycle. In step S21, the CPU 11 calculates the change rate of the respiration rate with respect to one respiration cycle. Next, in step S22, image capturing positions P (1) to P (n) in the respiratory cycle are calculated. This calculation is a function of the respiratory cycle time and the rate of change of the respiratory rate. More images are taken at the position of the respiratory cycle where the rate of change of the respiratory rate is the fastest. For example, the image capturing positions P (1) to P (n) may be determined so that the capturing frame rate is proportional to the change rate of the respiratory cycle. Further, the image capturing positions P (1) to P (n) may be obtained by a function of the required maximum number of images and the change rate of the respiratory cycle.
[0041]
After calculating the position at which an image is taken in the respiratory cycle, n = 1 is set in step S23, and the respiratory cycle position is detected in step S24. The detection of the breathing cycle position is performed, for example, in the same manner as step S2 in FIG. 3 in the first embodiment. In step 25, the processes in steps S24 to S25 are repeated until the imaging position P (1) detected in step S24 is reached. If it is confirmed in step S25 that the point P (1) has been reached, an X-ray image is taken in step S26. Note that the imaging processing in step S26 includes control of both the X-ray sensor 9 and the X-ray source 5. In step S28, n indicating the number of images taken is incremented by 1, and is compared with the required number of images N in step S28.
[0042]
The processes in steps S24 to S28 are repeated until N images are captured at each position P (1) to P (n), and the process is terminated when n> N.
[0043]
As described above, according to the third embodiment, a position for capturing an image in the respiratory cycle is calculated based on the rate of change in the respiratory rate, and X-ray imaging is performed at that position, so that an amount of information useful for diagnosis can be obtained. The X-ray irradiation to the patient can be greatly reduced.
[0044]
In the example shown in the flowchart of FIG. 6, the case where the X-ray sensor 9 can capture images at a relatively high frame rate has been described. However, instead of the processing in steps S23 to S28, the description is given in the second embodiment. By performing the processing of steps S10 to S16 in FIG. 4, the same effect can be obtained even when the X-ray sensor 9 cannot capture images at a high frame rate.
[0045]
Note that the frame rate indicating the imaging position of the X-ray image is not limited to the case where more images are captured at the position of the respiratory cycle where the rate of change of the respiratory rate is the fastest. May be inversely proportional to. This is performed, for example, when movement information important for diagnosis is included at the time of transition to inhalation and exhalation, or at the time of inhalation and exhalation. Thus, it can be changed as appropriate according to information necessary for diagnosis.
[0046]
By completely photographing the chest, it is possible to reliably prevent the loss of information useful for diagnosis because the imaging region is limited. In order to completely photograph the chest, at least the lung and the diaphragm must be included in one image area.
[0047]
The present invention is not limited to a specific method or apparatus for detecting a respiratory cycle. In addition to the methods described in the first to third embodiments, for example, a respiratory monitor belt or optical Detecting a patient's chest movement using a camera, detecting airflow with an anemometer, detecting changes in chest impedance, or detecting a respiratory cycle by evaluating a chest X-ray image in real time it can. Except for the real-time evaluation of the chest X-ray image, all these methods can be used to determine the start / end of the dynamic imaging process. The real-time evaluation of the chest X-ray image can be used only for ending the dynamic imaging process.
[0048]
Also, the present invention is not limited to a particular method for confirming the respiratory cycle position. For example, the position of the respiratory cycle can be confirmed by using the rate of time change of the respiratory rate or matching the current cycle with the previously measured respiratory cycle.
[0049]
[Other Embodiments]
In the first to third embodiments, the CPU 11 determines the end timing of shooting. However, when shooting at a fixed frame rate, since the number of necessary images is known in advance, the CPU 11 performs shooting. After the start, when a predetermined number of images are taken by the X-ray sensor 9 and the sensor control unit 10, an end signal may be transmitted from the sensor control unit 10 to the CPU 11. Upon receiving this end signal, the CPU 11 sends an end signal to the X-ray tube control unit 4.
[0050]
Although the acquisition of the respiratory cycle position is not particularly shaken in the first to third embodiments, the user uses the operation panel 13 to operate the respiratory cycle position detection unit 3 and the drive / capture circuit 2. You may make it start. Further, the user may start the photographing process from the operation panel 13. In response to the start of the imaging process, the CPU 11 immediately accesses the main memory 12 in order to determine the current position of the respiratory cycle.
[0051]
Then, the CPU 11 continuously compares the breathing cycle position with the predetermined end position. If the breathing cycle position is the same as the predetermined end position within a predetermined error, the CPU 11 sends an end signal to the photographing apparatus control electronic device 10. . At the end of imaging, the sensor control unit 10 sends a confirmation signal to the CPU 11, the CPU 11 sends an end signal to the X-ray tube control unit 4, and the inter-X-ray control unit 4 stops X-ray irradiation by the X-ray tube 5. .
[0052]
Further, the respiratory cycle position detection unit 3 may calculate a respiratory cycle time (time required for one breath) and pass it to the CPU 11. The CPU 11 calculates a frame rate necessary for capturing a necessary number of images during one period of the breathing cycle. The start and end of imaging may be controlled by any of the above methods.
[0053]
Further, a plurality of single images are captured without capturing continuous (dynamic) images with the X-ray sensor 9. The reason for doing so is, for example, that an X-ray sensor that cannot realize a sufficiently high frame rate is used. In this case, the user first sets the required number of images in advance using the operation panel 13. The CPU 11 calculates a position in a respiratory cycle for capturing a plurality of single images necessary for generating an image equivalent to an image obtained by dynamic imaging. Then, the CPU 11 sends an initialization signal to the sensor control unit 10 and waits for reception of a preparation completion signal from the sensor control unit 10.
[0054]
The CPU 11 repeatedly accesses the breathing cycle position in the main memory 12 that is continuously updated by the breathing cycle confirmation unit 3. If the breathing cycle position is within one predetermined error of the imaging position calculated in advance, the CPU 11 sends an imaging signal to the X-ray tube control unit 4 and the sensor control unit 10 so as to capture an image. After taking an image, the CPU 11 sends an initialization signal to the sensor control unit 10 again, and continues this loop until the required number of images have been taken. The images are rearranged so that they are in the same order as they were obtained within one period of the respiratory cycle.
[0055]
Further, a delay from when the irradiation signal is sent to the X-ray tube control unit 4 until the X-ray tube 5 is actually irradiated with X-rays, or after the imaging signal is sent to the sensor control unit 10, the X-ray sensor 9 is actually sent. Therefore, at least one of the delays until the image is taken exists. In order to compensate for this delay, the CPU 11 continuously accesses the main memory 12 in order to confirm the breathing cycle position continuously updated by the breathing cycle confirmation unit 3, and the confirmed breathing cycle position is used as the breathing cycle position. Is used to anticipate the relative time to send a control signal to produce an image at the required location. That is, the irradiation signal is sent to the X-ray tube control unit 4 earlier than the actual imaging time by a delay.
[0056]
An object of the present invention is to supply a storage medium (or recording medium) in which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments is recorded to a system or apparatus, and the computer (or CPU or CPU) of the system or apparatus. Needless to say, this can also be achieved by the MPU) reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an operating system (OS) running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing and the processing is included. Examples of the storage medium for storing the program code include a flexible disk, hard disk, ROM, RAM, magnetic tape, nonvolatile memory card, CD-ROM, CD-R, DVD, optical disk, magneto-optical disk, MO, and the like. Can be considered.
[0057]
Furthermore, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function is determined based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the expansion card or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0058]
When the present invention is applied to the above-described storage medium, the program code corresponding to the flowchart shown in FIG. 3, FIG. 4, or FIG. 6 described above is stored in the storage medium.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reliably obtain dynamic X-ray image information necessary for diagnosis while minimizing the X-ray imaging time of a patient.
[0060]
In addition, dynamic X-ray imaging can be performed even in an imaging apparatus with a low frame rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of an X-ray imaging system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a respiratory cycle.
FIG. 3 is a flowchart showing an X-ray imaging process in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an X-ray imaging process in the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a respiratory cycle and a change rate of the respiratory cycle.
FIG. 6 is a flowchart showing an X-ray imaging process in the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CCD camera 2 Drive / capture circuit 3 Respiration cycle position detection part 4 X-ray tube control part 5 X-ray tube 6 X-ray irradiation area 7 Patient 8 Scattering prevention grid 9 X-ray sensor 10 Sensor control part 11 CPU
12 Main memory 13 Operation panel 14 Display section

Claims (16)

X線源と、当該X線源から照射されるX線を受けてその強度に応じて電気信号を出力する撮像手段とを有するX線画像撮影装置によりダイナミックX線画像撮影を行うための制御装置であって、
被検者の呼吸サイクルを検出する検出手段と、
前記呼吸サイクルに応じて、X線画像の撮影開始タイミングと、撮影終了タイミングの少なくともいずれか一方を含む撮影タイミングを自動制御する制御手段と
を有することを特徴とする制御装置。
Control device for performing dynamic X-ray imaging by an X-ray imaging apparatus having an X-ray source and an imaging means for receiving an X-ray irradiated from the X-ray source and outputting an electric signal according to the intensity Because
Detection means for detecting the respiratory cycle of the subject;
A control apparatus comprising: control means for automatically controlling imaging timing including at least one of X-ray image imaging start timing and imaging end timing according to the breathing cycle.
前記X線画像の撮影開始タイミングは前記呼吸サイクル中の予め設定されたタイミングであって、前記制御手段は、前記X線源と、前記撮像手段の少なくともいずれか一方を活性化させることを特徴とする請求項に記載の制御装置。The X-ray image capturing start timing is a preset timing during the respiratory cycle, and the control unit activates at least one of the X-ray source and the imaging unit. The control device according to claim 1 . 前記X線画像の撮影終了タイミングは前記呼吸サイクル中の予め設定されたタイミングであって、前記制御手段は、前記X線源と、前記撮像手段の少なくともいずれか一方を停止させることを特徴とする請求項又はに記載の制御装置。The X-ray image capturing end timing is a preset timing during the breathing cycle, and the control unit stops at least one of the X-ray source and the imaging unit. The control device according to claim 1 or 2 . 前記制御手段は、
X線画像の撮影のフレームレートを決定する手段と、
決定したフレームレートでX線画像の撮影を行うように制御する手段と
を有することを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載の制御装置。
The control means includes
Means for determining the frame rate of radiographic image capture;
Control device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the determined frame rate and means for controlling so as to perform imaging of X-ray images.
前記フレームレートは、前記呼吸サイクルの周期をT、撮影するX線画像の数をnとすると、n/Tにより決定することを特徴とする請求項に記載の制御装置。5. The control apparatus according to claim 4 , wherein the frame rate is determined by n / T, where T is the period of the respiratory cycle and n is the number of X-ray images to be captured. 前記制御手段は、
撮影したX線画像の数を管理する手段と、
前記撮影したX線画像の数が所定枚数となった場合に、撮影を終了する手段と
を有することを特徴とする請求項に記載の制御装置。
The control means includes
Means for managing the number of X-ray images taken;
The control apparatus according to claim 1 , further comprising: a unit that terminates imaging when the number of the captured X-ray images reaches a predetermined number.
撮影するX線画像の数を入力する入力手段を更に有することを特徴とする請求項又はに記載の制御装置。Control device according to claim 5 or 6, characterized by further comprising input means for inputting the number of X-ray image to be photographed. 前記制御手段は、
前記呼吸サイクルにおけるX線画像の撮影位置を決定する決定手段と、
決定した撮影位置でX線画像の撮影を行うように制御する撮影制御手段と
を有することを特徴とする請求項に記載の制御装置。
The control means includes
Determining means for determining an imaging position of an X-ray image in the respiratory cycle;
The control apparatus according to claim 1 , further comprising: an imaging control unit configured to perform control so that an X-ray image is captured at the determined imaging position.
撮影するX線画像の数を入力する入力手段を更に有し、
前記決定手段では、前記X線画像の数及び前記呼吸サイクルの周期に応じて撮影位置を決定することを特徴とする請求項に記載の制御装置。
An input means for inputting the number of X-ray images to be imaged;
The control device according to claim 8 , wherein the determination unit determines an imaging position according to the number of the X-ray images and the cycle of the breathing cycle.
前記呼吸サイクルの変化率を求める手段を更に有し、
前記決定手段では、前記変化率に基づいて撮影位置を決定することを特徴とする請求項に記載の制御装置。
Means for determining the rate of change of the respiratory cycle;
The control device according to claim 8 , wherein the determination unit determines a shooting position based on the change rate.
前記決定手段は、前記変化率が高い部分について、低い部分よりも高いフレームレートとなるように撮影位置を決定することを特徴とする請求項10に記載の制御装置。The control device according to claim 10 , wherein the determination unit determines a shooting position so that a portion with a high rate of change has a higher frame rate than a portion with a low change rate. 前記決定手段は、前記変化率が低い部分について、高い部分よりも高いフレームレートとなるように撮影位置を決定することを特徴とする請求項10に記載の制御装置。The control device according to claim 10 , wherein the determining unit determines the shooting position so that the portion with the low change rate has a higher frame rate than the high portion. 前記撮影位置は、複数の呼吸サイクルに跨っており、得られた各撮影位置でX線画像を、呼吸サイクルの1周期における位置に応じて並べ替える手段を更に有することを特徴とする請求項乃至12のいずれかに記載の制御装置。The photographing position, claim and over a plurality of respiratory cycles, an X-ray image at each imaging position obtained, characterized by further comprising means for reordering according to the position in one period of the respiratory cycle 8 The control apparatus in any one of thru | or 12 . ダイナミックX線画像撮影方法を実現するためのプログラムコードを有する情報処理装置が実行可能なプログラムであって、
被検者の呼吸サイクルを検出する検出工程のプログラムコードと、
前記呼吸サイクルに応じて、X線画像の撮影開始タイミングと、撮影終了タイミングの少なくともいずれか一方を含む撮影タイミングを自動制御する制御工程のプログラムコードと
を有することを特徴とするプログラム
A program executable by an information processing apparatus having a program code for realizing a dynamic X-ray imaging method ,
A program code of a detection process for detecting a subject's breathing cycle;
A program code of a control process for automatically controlling imaging timing including at least one of imaging start timing and imaging end timing according to the breathing cycle;
The program characterized by having .
情報処理装置が実行可能なプログラムであって、前記プログラムを実行した情報処理装置を、請求項乃至13のいずれかに記載の制御装置として機能させることを特徴とするプログラム。An information processing apparatus capable of executing a program, a program for causing an information processing apparatus to function executing the program, as a control apparatus according to any one of claims 1 to 13. 請求項14又は15に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。A storage medium storing the program according to claim 14 or 15 .
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