JP4172753B2 - Ｘ線画像撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体を間にして対向するようにＸ線管とＸ線検出器とを支持するアームを、被検体の周りに所定角度範囲にわたって往復回転動させながら、マスク画像とコントラスト画像とを撮影することにより、回転サブトラクション画像を収集するＸ線画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血管系や臓器血管などの診断を行うに際して、ＤＳＡ（Digital Subtraction Angiography）画像が収集される。このＤＳＡ画像を収集する手順は、まず、造影剤を注入する前にマスク画像を撮影してこれをメモリに一旦保存する。次に、被検体に造影剤を注入してコントラスト画像を撮影して、これもメモリに保存する。そして、被検体の同位置におけるマスク画像とコントラスト画像とをメモリから読み出して、両画像をサブトラクション処理することによって、骨などの背景が除去されて、造影剤の注入された血管像のみが残ったＤＳＡ画像を得る。ところで、平面状のＤＳＡ画像だけではなく、関心領域の立体的なＤＳＡ画像を得る手法として、回転ＤＳＡ撮影が知られている。これは、例えばＣ字形状に形成されたアームの両端に、Ｘ線管とＸ線検出器とを対向するように支持させ、このＸ線管とＸ線検出器との間に静止させた被検体の周りに、アームを回転させることにより、連続的にＸ線画像を撮影するものである。このような回転撮影において、造影剤注入前のマスク画像と、造影剤注入後のコントラスト画像とを同一角度で撮影し、両画像をサブトラクション処理することによって、造影血管などを表示するものであり、立体的な形状を把握し易くしてより診断に適した画像を提供することができる。
【０００３】
このような回転ＤＳＡ撮影を行う従来のＸ線画像撮影装置の概略的な構成を図８に系統図で示してある。
図８に示されているように、従来のＸ線画像撮影装置は、Ｘ線を照射させるＸ線管１、このＸ線を検出するＸ線検出器２、これらＸ線管１とＸ線検出器２とを対向するように支持する例えばＣ字形状に形成されたアーム３、アーム３を保持するとともにその保持軸を中心として回転させるアーム駆動部４、アーム３の回転角度を検出する角度検出器５を備えている。また、Ｘ線検出器２から出力される画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６、Ａ／Ｄ変換器６を介してデジタル信号に変換された画像信号を記録する画像メモリ７、画像メモリ７から読み出した複数の画像信号を減算処理する減算処理装置８、減算処理装置８で減算処理されて得られる画像信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器９、Ｄ／Ａ変換器９の出力を表示するモニタ１０、Ｘ線管１からのＸ線の照射、アーム駆動部４によるアーム３の回転制御、画像メモリ７への画像信号の取り込みと読み出しおよび減算処理装置８での画像信号の減算処理などを有機的に制御する演算装置（ＣＰＵ）やメモリを有するシステム制御器１１、操作者がシステム制御器１１に対して適宜設定値などを入力するためのキーボードやマウス、トラックボールなどを有する操作部１２を備えている。さらに、天板に載せた被検体をＸ線管１とＸ線検出器２との間に位置させる寝台１３を備えている。
【０００４】
なお、Ｘ線検出器２としては、Ｘ線像をイメージインテンシファイア（Image Intensifier：以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）により可視光像に変換し、Ｉ．Ｉ．の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御する光学系を介して前記可視光像をテレビカメラで撮影する形式のものが一般に使用されるが、近時実用に供されるようになった、例えばガラス基板上に形成されるスイッチング素子や容量を、Ｘ線を電荷などに変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイで形成されるフラットパネル型放射線検出器（Flat Panel Detector：以下、ＦＰＤと略称する。）であってもよい。このＦＰＤの出力はデジタル信号なので、ＦＰＤを使用するときは、Ａ／Ｄ変換器６は不要である。
このようなＸ線画像撮影装置によって回転ＤＳＡ撮影を実施する場合の手順は次のとおりである。
先ず、操作部１２を介して操作者から撮影開始の指示をすることにより、寝台１３の上に横たわっている被検体の周りを、予め登録されている角度範囲にわたってアーム３を回転動作させながら、Ｘ線管１からＸ線を照射してＸ線撮影を行い、Ｘ線検出器２で検出された画像を画像メモリ７に格納する。このとき、アーム３の同じ角度範囲において、造影剤注入前と注入後で上記の画像収集を行う。その結果、角度位置毎にマスク画像とコントラスト画像とが得られる。次に、減算処理装置８において、コントラスト画像とこのコントラスト画像と同一角度で収集されたマスク画像とをサブトラクション処理する。この処理を各角度で連続的に行い、その結果をモニタ１０に表示することによって、回転ＤＳＡ画像の再生が実現する。
【０００５】
なお、画像収集パターンは、マスク画像とコントラスト画像の収集時におけるアーム３の回転方向の組み合わせにより、図９に示すような４種類の代表的なパターンに分けられる。
すなわち、図９（ａ）は、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集し、続いて、アーム３を回転終了位置から回転開始位置まで折り返させ、その間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集するパターンを示したものであり、このパターンをＭＣモードと称している。
また、図９（ｂ）は、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集した後、アーム３を回転終了位置から回転開始位置まで折り返すリターン動作を行い、この間Ｘ線を照射せず（撮影動作をしない）、続いて、再度アーム３を回転開始位置から折り返させて、アーム３が回転開始位置から回転終了位置に達する間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集するパターンを示したものであり、このパターンをＭＲＣモードと称している。
このようなＭＣモードとＭＲＣモードは、アーム３の所定回転範囲において、所定の角度毎にＸ線を照射してマスク画像とコントラスト画像とを収集し、それぞれ同じ角度位置で撮影された画像同士をサブトラクション処理することによって回転ＤＳＡ画像を得ている。 このように、回転ＤＳＡ撮影では、回転中のアーム位置が定められた角度に到達する毎にトリガーを発してＸ線を照射するので、一定時間毎に発生するパルスをトリガーとするものよりも画像ずれ（ミスレジストレーション）が低減される。
【０００６】
一方、図９（ｃ）は、ＭＣモードと同様に、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集し、続いて、アーム３が回転終了位置から回転開始位置まで折り返す間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集し（第１コントラスト・シーケンス）、加えて、アーム３を再度回転開始位置から回転終了位置へ折り返させることによって、その間に、再度コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集する（第２コントラスト・シーケンス）パターンを示したものであり、このパターンをＭＣＣモードと称している。
さらに、図９（ｄ）は、ＭＲＣモードと同様に、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集した後、アーム３を回転終了位置から回転開始位置まで折り返すリターン動作を行い、この間Ｘ線を照射せず（撮影動作をしない）、続いて、再度アーム３を回転開始位置から折り返させて、アーム３が回転開始位置から回転終了位置へ達する間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集し（第１コントラスト・シーケンス）、加えて、アーム３を再度回転終了位置から回転開始位置へ折り返させることによって、その間に、再度コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集する（第２コントラスト・シーケンス）パターンを示したものであり、このパターンをＭＲＣＣモードと称している。
【０００７】
このように、ＭＣＣモードとＭＲＣＣモードも、先に説明したＭＣモードやＭＲＣモードと同様に、画像ずれ（ミスレジストレーション）が低減される他、第２コントラスト・シーケンスによって第２のコントラスト画像を収集するので、第２のコントラスト画像によるＤＳＡ画像も得ることができ、注入した造影剤の静脈相における血流の具合を観察するのに特に有効となる特徴を有している。
次に、マスク画像とコントラスト画像とを収集するアーム３の回転角度の時間変化と、サブトラクション処理との関係について説明する。
図１０は、ＭＣＣモードにおける画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。すなわち、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間を往復して回転するものとすると、角度Ａと角度Ａ´の間は、アーム３の回転速度を加速したり減速したりする領域であり、角度Ｂ´角度Ｂとの間も、回転速度を減速したり加速したりする領域であり、これらの領域を加減速領域と称している。そして、角度Ａ´角度Ｂ´の間は、アーム３の回転速度が一定となる定速領域である。よってアーム３が、角度Ａから回転を開始（起動）するものとすると、アーム３は領域Ｒ１で加速し、領域Ｒ２では一定速度で回転し、さらに領域Ｒ３で減速して角度Ｂに達すると瞬間的に停止した後、回転方向を反転させて角度Ｂから領域Ｒ４で加速する動作を繰り返して、往復回転動作を行うことになる。
【０００８】
このような回転角度範囲における画像収集のタイミングを時間的に見れば、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）においてマスク画像を収集し、加減速領域Ｒ４（加速）と定速領域Ｒ５および加減速領域Ｒ６（減速）において第１コントラスト画像を収集し、さらに、加減速領域Ｒ７（加速）と定速領域Ｒ８および加減速領域Ｒ９（減速）において第２コントラスト画像を収集する。そして、加減速領域Ｒ１（加速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ６（減速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ７（加速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理し、定速領域Ｒ２で収集したマスク画像を、同じく定速領域Ｒ５、Ｒ８で収集した第１、第２のコントラスト画像とそれぞれ減算処理し、さらに、加減速領域Ｒ３（減速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ４（加速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ９（減速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理することによって回転ＤＳＡ画像を得るものである。
同様に図１１は、ＭＲＣＣモードにおける画像収集シーケンスを説明するために示した模式図であり、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間を往復して回転し、角度Ａと角度Ａ´の間および角度Ｂ´角度Ｂとの間は加減速領域であり、角度Ａ´角度Ｂ´の間は、定速領域である。この場合マスク画像の収集は、ＭＣＣモードと同様に、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）において行うが、加減速領域Ｒ４、定速領域Ｒ５、加減速領域Ｒ６はアーム３のリターン動作のみ行い撮影動作は行われない。そして、第１コントラスト画像の収集を加減速領域Ｒ７（加速）、定速領域Ｒ８、加減速領域Ｒ９（減速）で行い、引き続き第２コントラスト画像の収集を、加減速領域Ｒ１０（加速）、定速領域Ｒ１１、加減速領域Ｒ１２（減速）で行う。
【０００９】
さらにその後回転ＤＳＡ画像を得るには、加減速領域Ｒ１（加速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ７（加速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ１２（減速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理し、定速領域Ｒ２で収集したマスク画像を、同じく定速領域Ｒ８、Ｒ１１で収集した第１、第２のコントラスト画像とそれぞれ減算処理し、さらに、加減速領域Ｒ３（減速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ９（減速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ１０（加速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理している。
なお、ＭＣモードは、ＭＣＣモードにおいて第２コントラスト画像を撮影しない場合（Ｒ７からＲ９までの撮影がない）であり、ＭＲＣモードは、ＭＲＣＣモードにおいて第２コントラスト画像を撮影しない場合（Ｒ１０からＲ１２までの撮影がない）なので、これらのパターンに関するサブトラクション処理については、上記の説明から容易に推察できるためその説明は省略する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転ＤＳＡ撮影では、アーム３の回転開始直後および回転停止直前において、アーム３の回転速度が一定とはならない加減速領域が必ず存在する。さらに、ＭＲＣモードを除く上記の各パターンにあっては、マスク画像とコントラスト画像とをサブトラクション処理する場合、特に加減速領域においてアーム３の回転方向の一致しないデータを減算処理することになる場合がある。すなわち、ＭＣＣモードおよびＭＣモードにおける、Ｒ１とＲ６およびＲ３とＲ４、ＭＲＣＣモードにおけるＲ１とＲ１２およびＲ３とＲ１０などである。このような加減速領域では、アーム３の状態や往復動作時におけるアーム３の折り返し点における空間的位置などの条件により、加速時と減速時におけるアーム３の振動状態が一致しないため、同一角度で収集されたマスク画像とコントラスト画像とをサブトラクション処理しても、画像ずれすなわちミスレジストレーションが発生し、ＤＳＡ画像にアーチファクトを生じてしまうことがあった。
また、回転中のアーム位置が定められた角度に到達する毎にトリガーを発してＸ線を照射する方式であっても、加減速領域での画像データの収集レートは、回転速度が一定の定速領域での収集レートに比べて低下することになる。そのため、撮影した画像を再生すると、加減速領域での画像再生スピードが相対的に速くなるように観察されてしまうという不都合があった。さらに、実時間に合わせて再生した場合でも、画像データが無いためコマ抜けした不自然な画像として再生されることになっていた。このように、加減速領域では、実際の血管造影の様子を時間軸方向に正しく表現することができなかった。
【００１１】
このような不都合に対して、加減速領域を画像収集の対象とせず、定速領域でのみ画像収集を行うことも考えられるが、これをＭＣＣモードやＭＲＣＣモードのような、コントラスト・シーケンスの折り返しのある画像収集シーケンスに適用すると、折り返し領域で撮影が一時中断されるため、時間的な不連続が生じてしまい、造影剤の流れ具合を観察するには適さないものであった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体を間にしてＸ線管とＸ線検出器とを対向するように支持するアームを、所定角度範囲にわたって往復回転動させながら、前記アームの所定回転角度毎にＸ線を照射して、マスク画像とコントラスト画像とを撮影するＸ線画像撮影装置において、前記アームが略一定速度で回転動して前記Ｘ線を照射する定速領域と、前記アームが起動・停止して前記Ｘ線を照射する加減速領域とにおいて、Ｘ線の照射タイミングを異ならせるように制御するタイミング制御手段を具備することを特徴とする。
【００１４】
これらにより、加減速時のアームの振動による画像ずれに起因するミスレジストレーションが排除され、ひいてはＤＳＡ画像へのアーチファクトの発生を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線画像撮影装置の実施の形態について、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るＸ線画像撮影装置の概略的な構成を示した系統図である。本発明に係るＸ線画像撮影装置の構成は、図８に示した従来のＸ線画像撮影装置に対して、Ｘ線照射タイミング決定部２０が追加されたものであり、その他の構成は従来のものと概略的に同様である。また各部の動作も従来のものと同様であり、よって、図１には、図８と同一部分には同一符号を付して示し、その部分の説明は省略する。
Ｘ線照射タイミング決定部２０は、アーム３の回転角度を検出する角度検出器５から得られる情報に基づきＸ線の照射タイミングを決定し、ここで決定されたタイミングでＸ線管１を駆動するように、システム制御器１１が動作する。そして、Ｘ線照射タイミング決定部２０は、アーム３の加減速領域と定速領域とではＸ線の照射タイミングを異なるように決定している。
図２は、ＭＲＣモードにおける画像収集シーケンスを、アーム３の回転角度の時間変化で示した模式図である。これは図１０および図１１に示したものと同様に、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間を往復して回転し、角度Ａと角度Ａ´の間および角度Ｂ´角度Ｂとの間は、アーム３の回転速度を加速したり減速したりする加減速領域である。また、角度Ａ´角度Ｂ´の間は、アーム３の回転速度が一定となる定速領域である。そして、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）においてマスク画像の収集を行い、加減速領域Ｒ４、定速領域Ｒ５、加減速領域Ｒ６はアーム３のリターン動作のみを行い撮影動作は行わず、加減速領域Ｒ７（加速）、定速領域Ｒ８、加減速領域Ｒ９（減速）でコントラスト画像の収集を行う。このような撮影タイミングは、Ｘ線照射タイミング決定部２０によって決定され、その信号をシステム制御器１１へ供給することによって実行される。
【００１６】
ところで、本発明では、アーム３が一定の速度で回転している定速領域でのＸ線照射タイミングをある角度に設定するものとすれば、アーム３が加速または減速する加減速領域では、アーム３の回転速度に応じて、Ｘ線照射タイミングを定速領域よりも小さい角度に段階的に細かく設定するものである。そして、このような設定をＸ線照射タイミング決定部２０で行っている。この様子を図３に模式図で示してある。すなわち、図３は、一例として図２における定速領域Ｒ８と加減速領域Ｒ９でのＸ線照射タイミングを示したものである。
この図３に示した例では、定速領域Ｒ８では例えば回転角１．０度毎に撮影を行うものとしている。そして、加減速領域Ｒ９を例えばＲ９１、Ｒ９２、Ｒ９３の３領域に区分し、この内、定速領域Ｒ８に続く約１／２の加減速領域Ｒ９１では、回転角０．５度毎に撮影を行い、その後のさらに約１／２の加減速領域Ｒ９２では、回転角０．２５度毎に撮影を行い、さらに、残りの加減速領域Ｒ９３では、回転角０．１度毎に撮影を行うようにしている。
なお、このような加減速領域での区間分割は、アーム３の動作特性から定めても良いし、逐次検出したアーム３の回転速度から定めても良い。いずれの場合でも、収集した画像の時系列的な間隔が、定速領域での角度間隔（例えば、１．０度毎）で収集する画像の収集レートＴｒとほぼ同等となるようにＸ線照射タイミングを決定する。また、図３に示す加減速領域Ｒ９での角度Ｂにおいて、アーム３が停止した時刻Ｔｅ以後も、操作者の指示により角度Ｂ（アーム３の停止位置）においてＸ線照射を継続する場合は、上述の収集レートＴｒをＸ線照射タイミングとする。
【００１７】
さらに、一定の角度間隔で画像を収集する定速領域に対して、加減速領域では、定速領域における一定の角度間隔で画像を収集するときの時間間隔Ｔｒと同等の収集レートで画像を収集するようにしてもよい。例えば、アーム３の回転速度が３０度／秒であり、定速領域における画像収集の角度間隔を２．０度／フレームだとすると、定速領域における画像収集レートは１５フレーム／秒相当となる。従って、加減速領域では、１秒間に１５回のパルスをトリガーとしてＸ線を照射することにより、加減速領域でも１５フレーム／秒の収集レートで画像を収集することができ、定速領域と同等のレートでの画像収集が達成される。
これら本発明のＸ線画像撮影装置における定速領域と加減速領域での撮影タイミングについて、定速領域Ｒ８と加減速領域Ｒ９とについて説明したが、その他の定速領域および加減速領域についても同様であることは言うまでも無い。さらに、ＭＲＣモードについて説明したが、その他のＭＣモード、ＭＣＣモード、ＭＲＣＣモードについても同様である。
このように本発明によれば、加減速領域での画像の収集レートを定速領域のそれとほぼ同じにすることにより、実時間でＤＳＡ画像を再生したときに自然な画像として観察することができる。
【００１８】
次に、本発明における他の実施の形態として、アームの加減速領域におけるアームの振動に起因する画像ずれを軽減するための実施の形態について説明する。
図４は、ＭＣＣモードでの画像収集に、本発明を適用した場合を説明するために示した模式図であり、従来例として示した図１０と対比して参照すると本実施の形態の理解が容易となる。
すなわち、ＭＣＣモードでは、従来図１０に示したように、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）においてマスク画像を収集し、加減速領域Ｒ４（加速）と定速領域Ｒ５および加減速領域Ｒ６（減速）において第１コントラスト画像を収集し、さらに、加減速領域Ｒ７（加速）と定速領域Ｒ８および加減速領域Ｒ９（減速）において第２コントラスト画像を収集するという流れで、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間で加速、定速、減速を繰り返して往復回転する。
これに対して本実施の形態では、加減速領域Ｒ１（加速）でのマスク画像の収集に先立って、アーム３を１ストローク前からスタートさせる。すなわち、従来角度Ａが回転開始位置であれば、本実施の形態では図４に示すように、角度Ｂを回転開始位置とし、加減速領域Ｒ０１（加速）と加減速領域Ｒ０３（減速）においてマスク画像を追加して収集し、以後従来と同様にＲ１からＲ９の間でマスク画像と第１および第２のコントラスト画像を収集する。なお、定速領域Ｒ０２では画像の収集は行わない。
【００１９】
このようにして収集したマスク画像と第１および第２コントラスト画像とのサブトラクション処理は、図５に図表で示すように、各加減速領域について、角度Ａ付近の加速領域と角度Ａ付近の減速領域、および角度Ｂ付近の加速領域と角度Ｂ付近の減速領域、さらに定速領域毎にそれぞれ対応させて行う。すなわち、領域Ｒ０１のマスク画像は領域Ｒ４のコントラスト画像とサブトラクション処理し、また、領域Ｒ２のマスク画像は領域Ｒ５のコントラスト画像とサブトラクション処理し、さらに、領域Ｒ０３のマスク画像は領域Ｒ６のコントラスト画像とサブトラクション処理する（以下省略）という具合に対応つけられる。
この図５と図４とから、それぞれサブトラクション処理のために対応つけられている、角度Ａ付近の加速領域Ｒ０１とＲ４、角度Ａ付近の減速領域Ｒ０３とＲ６、角度Ｂ付近の加速領域Ｒ１とＲ７、角度Ｂ付近の減速領域Ｒ３とＲ９は、それぞれアーム３の回転方向が同じであることがわかる。このように、本発明では、特に加減速領域におけるサブトラクション処理に際して、マスク画像とコントラスト画像とを、必ずアーム３の回転方向の一致したデータ同士を減算するようにしたものである。よって、加速時と減速時においてアームの振動状態が一致していないとしても、その影響を受けることがないので、サブトラクション処理によって、画像ずれすなわちミスレジストレーションを起こすことはない。
【００２０】
なお、定速領域にあっては、アーム３の回転方向が異なっていても振動状態が変わるおそれはほとんど無いので、被検体のＸ線被曝を低減するためからも、追加した定速領域Ｒ０２でのマスク画像の収集は行わず、定速領域Ｒ２で得たマスク画像を、第１および第２コントラスト画像とのサブトラクション処理に利用する。
また、ＭＲＣＣモードの場合、本発明では、図６に模式図を示すように、リターン動作中の加減速領域Ｒ４（加速）と加減速領域Ｒ６（減速）においてもマスク画像を収集するようにする。
すなわち、従来のＭＲＣＣモードでは図１１に示すように、マスク画像の収集は、ＭＣＣモードと同様に、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）において行い、続く加減速領域Ｒ４、定速領域Ｒ５、加減速領域Ｒ６はアーム３のリターン動作のみ行い撮影動作は行わなかったが、本発明では、図６に示すように、リターン動作中の加減速領域Ｒ４（加速）と加減速領域Ｒ６（減速）においてもマスク画像を収集する。ただし、定速領域Ｒ５では、図４に示したＭＣＣモードの場合の定速領域Ｒ０２と同様の理由からマスク画像の収集は行わない。
【００２１】
そして、このようにして収集したマスク画像と第１および第２コントラスト画像とのサブトラクション処理は、図７に図表で示すように、各加減速領域について、角度Ａ付近の加速領域と角度Ａ付近の減速領域、および角度Ｂ付近の加速領域と角度Ｂ付近の減速領域、さらに定速領域毎にそれぞれ対応させて行う。すなわち、領域Ｒ１のマスク画像は領域Ｒ７のコントラスト画像とサブトラクション処理し、また、領域Ｒ２のマスク画像は領域Ｒ８のコントラスト画像とサブトラクション処理し、さらに、領域Ｒ３のマスク画像は領域Ｒ９のコントラスト画像とサブトラクション処理する（以下省略）という具合に対応つけられる。
従って、ＭＲＣＣモードの場合も本発明では、図７と図６とから、それぞれサブトラクション処理のために対応つけられている、角度Ａ付近の加速領域Ｒ１とＲ７、角度Ａ付近の減速領域Ｒ３とＲ９、角度Ｂ付近の加速領域Ｒ４とＲ１０、角度Ｂ付近の減速領域Ｒ６とＲ１２は、それぞれアーム３の回転方向が同じであることがわかり、このアーム３の回転方向が同じ領域のマスク画像とコントラスト画像とをサブトラクション処理するようにしたものである。よってこの場合も、加速時と減速時においてアームの振動状態が一致していないとしても、その影響を受けることがなく、サブトラクション処理による画像ずれ、すなわちミスレジストレーションを起こすことはない。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１ないし請求項６に記載の発明によれば、マスク画像とコントラスト画像との角度ずれに起因するミスレジストレーションが低減されるとともに、実時間でＤＳＡ画像を再生したときに違和感のない自然な画像として観察することができる。
また、請求項７ないし請求項９に記載の発明によれば、加減速時のアームの振動による画像ずれに起因するミスレジストレーションが排除され、ひいてはＤＳＡ画像へのアーチファクトの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線画像撮影装置の概略的な構成を示した系統図である。
【図２】本発明におけるＭＲＣモードでの画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図３】本発明における定速領域と加減速領域でのＸ線照射タイミングの一例を示した模式図である。
【図４】本発明におけるＭＣＣモードでの画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図５】本発明におけるＭＣＣモードでのサブトラクション処理を行う際の、マスク画像とコントラスト画像との対応を説明した図表である。
【図６】本発明におけるＭＲＣＣモードでの画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図７】本発明におけるＭＲＣＣモードでのサブトラクション処理を行う際の、マスク画像とコントラスト画像との対応を説明した図表である。
【図８】回転ＤＳＡ撮影を行う従来のＸ線画像撮影装置の概略的な構成を示した系統図である。
【図９】回転ＤＳＡ撮影における代表的な４種類の画像収集パターンの説明図である。
【図１０】ＭＣＣモードにおける従来の画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図１１】ＭＲＣＣモードにおける従来の画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線管
２ Ｘ線検出器
３ アーム
４ アーム駆動部
５ 角度検出器
６ Ａ／Ｄ変換器
７ 画像メモリ
８ 減算処理装置
９ Ｄ／Ａ変換器
１０ モニタ
１１ システム制御器
１２ 操作部
１３ 寝台
２０ Ｘ線照射タイミング決定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体を間にして対向するようにＸ線管とＸ線検出器とを支持するアームを、被検体の周りに所定角度範囲にわたって往復回転動させながら、マスク画像とコントラスト画像とを撮影することにより、回転サブトラクション画像を収集するＸ線画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血管系や臓器血管などの診断を行うに際して、ＤＳＡ（Digital Subtraction Angiography）画像が収集される。このＤＳＡ画像を収集する手順は、まず、造影剤を注入する前にマスク画像を撮影してこれをメモリに一旦保存する。次に、被検体に造影剤を注入してコントラスト画像を撮影して、これもメモリに保存する。そして、被検体の同位置におけるマスク画像とコントラスト画像とをメモリから読み出して、両画像をサブトラクション処理することによって、骨などの背景が除去されて、造影剤の注入された血管像のみが残ったＤＳＡ画像を得る。ところで、平面状のＤＳＡ画像だけではなく、関心領域の立体的なＤＳＡ画像を得る手法として、回転ＤＳＡ撮影が知られている。これは、例えばＣ字形状に形成されたアームの両端に、Ｘ線管とＸ線検出器とを対向するように支持させ、このＸ線管とＸ線検出器との間に静止させた被検体の周りに、アームを回転させることにより、連続的にＸ線画像を撮影するものである。このような回転撮影において、造影剤注入前のマスク画像と、造影剤注入後のコントラスト画像とを同一角度で撮影し、両画像をサブトラクション処理することによって、造影血管などを表示するものであり、立体的な形状を把握し易くしてより診断に適した画像を提供することができる。
【０００３】
このような回転ＤＳＡ撮影を行う従来のＸ線画像撮影装置の概略的な構成を図８に系統図で示してある。
図８に示されているように、従来のＸ線画像撮影装置は、Ｘ線を照射させるＸ線管１、このＸ線を検出するＸ線検出器２、これらＸ線管１とＸ線検出器２とを対向するように支持する例えばＣ字形状に形成されたアーム３、アーム３を保持するとともにその保持軸を中心として回転させるアーム駆動部４、アーム３の回転角度を検出する角度検出器５を備えている。また、Ｘ線検出器２から出力される画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６、Ａ／Ｄ変換器６を介してデジタル信号に変換された画像信号を記録する画像メモリ７、画像メモリ７から読み出した複数の画像信号を減算処理する減算処理装置８、減算処理装置８で減算処理されて得られる画像信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器９、Ｄ／Ａ変換器９の出力を表示するモニタ１０、Ｘ線管１からのＸ線の照射、アーム駆動部４によるアーム３の回転制御、画像メモリ７への画像信号の取り込みと読み出しおよび減算処理装置８での画像信号の減算処理などを有機的に制御する演算装置（ＣＰＵ）やメモリを有するシステム制御器１１、操作者がシステム制御器１１に対して適宜設定値などを入力するためのキーボードやマウス、トラックボールなどを有する操作部１２を備えている。さらに、天板に載せた被検体をＸ線管１とＸ線検出器２との間に位置させる寝台１３を備えている。
【０００４】
なお、Ｘ線検出器２としては、Ｘ線像をイメージインテンシファイア（Image Intensifier：以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）により可視光像に変換し、Ｉ．Ｉ．の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御する光学系を介して前記可視光像をテレビカメラで撮影する形式のものが一般に使用されるが、近時実用に供されるようになった、例えばガラス基板上に形成されるスイッチング素子や容量を、Ｘ線を電荷などに変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイで形成されるフラットパネル型放射線検出器（Flat Panel Detector：以下、ＦＰＤと略称する。）であってもよい。このＦＰＤの出力はデジタル信号なので、ＦＰＤを使用するときは、Ａ／Ｄ変換器６は不要である。
このようなＸ線画像撮影装置によって回転ＤＳＡ撮影を実施する場合の手順は次のとおりである。
先ず、操作部１２を介して操作者から撮影開始の指示をすることにより、寝台１３の上に横たわっている被検体の周りを、予め登録されている角度範囲にわたってアーム３を回転動作させながら、Ｘ線管１からＸ線を照射してＸ線撮影を行い、Ｘ線検出器２で検出された画像を画像メモリ７に格納する。このとき、アーム３の同じ角度範囲において、造影剤注入前と注入後で上記の画像収集を行う。その結果、角度位置毎にマスク画像とコントラスト画像とが得られる。次に、減算処理装置８において、コントラスト画像とこのコントラスト画像と同一角度で収集されたマスク画像とをサブトラクション処理する。この処理を各角度で連続的に行い、その結果をモニタ１０に表示することによって、回転ＤＳＡ画像の再生が実現する。
【０００５】
なお、画像収集パターンは、マスク画像とコントラスト画像の収集時におけるアーム３の回転方向の組み合わせにより、図９に示すような４種類の代表的なパターンに分けられる。
すなわち、図９（ａ）は、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集し、続いて、アーム３を回転終了位置から回転開始位置まで折り返させ、その間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集するパターンを示したものであり、このパターンをＭＣモードと称している。
また、図９（ｂ）は、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集した後、アーム３を回転終了位置から回転開始位置まで折り返すリターン動作を行い、この間Ｘ線を照射せず（撮影動作をしない）、続いて、再度アーム３を回転開始位置から折り返させて、アーム３が回転開始位置から回転終了位置に達する間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集するパターンを示したものであり、このパターンをＭＲＣモードと称している。
このようなＭＣモードとＭＲＣモードは、アーム３の所定回転範囲において、所定の角度毎にＸ線を照射してマスク画像とコントラスト画像とを収集し、それぞれ同じ角度位置で撮影された画像同士をサブトラクション処理することによって回転ＤＳＡ画像を得ている。 このように、回転ＤＳＡ撮影では、回転中のアーム位置が定められた角度に到達する毎にトリガーを発してＸ線を照射するので、一定時間毎に発生するパルスをトリガーとするものよりも画像ずれ（ミスレジストレーション）が低減される。
【０００６】
一方、図９（ｃ）は、ＭＣモードと同様に、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集し、続いて、アーム３が回転終了位置から回転開始位置まで折り返す間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集し（第１コントラスト・シーケンス）、加えて、アーム３を再度回転開始位置から回転終了位置へ折り返させることによって、その間に、再度コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集する（第２コントラスト・シーケンス）パターンを示したものであり、このパターンをＭＣＣモードと称している。
さらに、図９（ｄ）は、ＭＲＣモードと同様に、アーム３の回転開始位置から回転終了位置まで、マスク・シーケンスによってマスク画像を収集した後、アーム３を回転終了位置から回転開始位置まで折り返すリターン動作を行い、この間Ｘ線を照射せず（撮影動作をしない）、続いて、再度アーム３を回転開始位置から折り返させて、アーム３が回転開始位置から回転終了位置へ達する間に、コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集し（第１コントラスト・シーケンス）、加えて、アーム３を再度回転終了位置から回転開始位置へ折り返させることによって、その間に、再度コントラスト・シーケンスによってコントラスト画像を収集する（第２コントラスト・シーケンス）パターンを示したものであり、このパターンをＭＲＣＣモードと称している。
【０００７】
このように、ＭＣＣモードとＭＲＣＣモードも、先に説明したＭＣモードやＭＲＣモードと同様に、画像ずれ（ミスレジストレーション）が低減される他、第２コントラスト・シーケンスによって第２のコントラスト画像を収集するので、第２のコントラスト画像によるＤＳＡ画像も得ることができ、注入した造影剤の静脈相における血流の具合を観察するのに特に有効となる特徴を有している。
次に、マスク画像とコントラスト画像とを収集するアーム３の回転角度の時間変化と、サブトラクション処理との関係について説明する。
図１０は、ＭＣＣモードにおける画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。すなわち、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間を往復して回転するものとすると、角度Ａと角度Ａ´の間は、アーム３の回転速度を加速したり減速したりする領域であり、角度Ｂ´角度Ｂとの間も、回転速度を減速したり加速したりする領域であり、これらの領域を加減速領域と称している。そして、角度Ａ´角度Ｂ´の間は、アーム３の回転速度が一定となる定速領域である。よってアーム３が、角度Ａから回転を開始（起動）するものとすると、アーム３は領域Ｒ１で加速し、領域Ｒ２では一定速度で回転し、さらに領域Ｒ３で減速して角度Ｂに達すると瞬間的に停止した後、回転方向を反転させて角度Ｂから領域Ｒ４で加速する動作を繰り返して、往復回転動作を行うことになる。
【０００８】
このような回転角度範囲における画像収集のタイミングを時間的に見れば、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）においてマスク画像を収集し、加減速領域Ｒ４（加速）と定速領域Ｒ５および加減速領域Ｒ６（減速）において第１コントラスト画像を収集し、さらに、加減速領域Ｒ７（加速）と定速領域Ｒ８および加減速領域Ｒ９（減速）において第２コントラスト画像を収集する。そして、加減速領域Ｒ１（加速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ６（減速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ７（加速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理し、定速領域Ｒ２で収集したマスク画像を、同じく定速領域Ｒ５、Ｒ８で収集した第１、第２のコントラスト画像とそれぞれ減算処理し、さらに、加減速領域Ｒ３（減速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ４（加速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ９（減速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理することによって回転ＤＳＡ画像を得るものである。
同様に図１１は、ＭＲＣＣモードにおける画像収集シーケンスを説明するために示した模式図であり、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間を往復して回転し、角度Ａと角度Ａ´の間および角度Ｂ´角度Ｂとの間は加減速領域であり、角度Ａ´角度Ｂ´の間は、定速領域である。この場合マスク画像の収集は、ＭＣＣモードと同様に、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）において行うが、加減速領域Ｒ４、定速領域Ｒ５、加減速領域Ｒ６はアーム３のリターン動作のみ行い撮影動作は行われない。そして、第１コントラスト画像の収集を加減速領域Ｒ７（加速）、定速領域Ｒ８、加減速領域Ｒ９（減速）で行い、引き続き第２コントラスト画像の収集を、加減速領域Ｒ１０（加速）、定速領域Ｒ１１、加減速領域Ｒ１２（減速）で行う。
【０００９】
さらにその後回転ＤＳＡ画像を得るには、加減速領域Ｒ１（加速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ７（加速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ１２（減速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理し、定速領域Ｒ２で収集したマスク画像を、同じく定速領域Ｒ８、Ｒ１１で収集した第１、第２のコントラスト画像とそれぞれ減算処理し、さらに、加減速領域Ｒ３（減速）で収集したマスク画像を、加減速領域Ｒ９（減速）で収集した第１コントラスト画像および加減速領域Ｒ１０（加速）で収集した第２コントラスト画像とそれぞれ減算処理している。
なお、ＭＣモードは、ＭＣＣモードにおいて第２コントラスト画像を撮影しない場合（Ｒ７からＲ９までの撮影がない）であり、ＭＲＣモードは、ＭＲＣＣモードにおいて第２コントラスト画像を撮影しない場合（Ｒ１０からＲ１２までの撮影がない）なので、これらのパターンに関するサブトラクション処理については、上記の説明から容易に推察できるためその説明は省略する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転ＤＳＡ撮影では、アーム３の回転開始直後および回転停止直前において、アーム３の回転速度が一定とはならない加減速領域が必ず存在する。さらに、ＭＲＣモードを除く上記の各パターンにあっては、マスク画像とコントラスト画像とをサブトラクション処理する場合、特に加減速領域においてアーム３の回転方向の一致しないデータを減算処理することになる場合がある。すなわち、ＭＣＣモードおよびＭＣモードにおける、Ｒ１とＲ６およびＲ３とＲ４、ＭＲＣＣモードにおけるＲ１とＲ１２およびＲ３とＲ１０などである。このような加減速領域では、アーム３の状態や往復動作時におけるアーム３の折り返し点における空間的位置などの条件により、加速時と減速時におけるアーム３の振動状態が一致しないため、同一角度で収集されたマスク画像とコントラスト画像とをサブトラクション処理しても、画像ずれすなわちミスレジストレーションが発生し、ＤＳＡ画像にアーチファクトを生じてしまうことがあった。
また、回転中のアーム位置が定められた角度に到達する毎にトリガーを発してＸ線を照射する方式であっても、加減速領域での画像データの収集レートは、回転速度が一定の定速領域での収集レートに比べて低下することになる。そのため、撮影した画像を再生すると、加減速領域での画像再生スピードが相対的に速くなるように観察されてしまうという不都合があった。さらに、実時間に合わせて再生した場合でも、画像データが無いためコマ抜けした不自然な画像として再生されることになっていた。このように、加減速領域では、実際の血管造影の様子を時間軸方向に正しく表現することができなかった。
【００１１】
このような不都合に対して、加減速領域を画像収集の対象とせず、定速領域でのみ画像収集を行うことも考えられるが、これをＭＣＣモードやＭＲＣＣモードのような、コントラスト・シーケンスの折り返しのある画像収集シーケンスに適用すると、折り返し領域で撮影が一時中断されるため、時間的な不連続が生じてしまい、造影剤の流れ具合を観察するには適さないものであった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体を間にしてＸ線管とＸ線検出器とを対向するように支持するアームを、所定角度範囲にわたって往復回転動させながら、前記アームの所定回転角度毎にＸ線を照射して、マスク画像とコントラスト画像とを撮影するＸ線画像撮影装置において、前記アームが略一定速度で回転動して前記Ｘ線を照射する定速領域と、前記アームが起動・停止して前記Ｘ線を照射する加減速領域とにおいて、Ｘ線の照射タイミングを異ならせるように制御するタイミング制御手段を具備することを特徴とする。
【００１４】
これらにより、加減速時のアームの振動による画像ずれに起因するミスレジストレーションが排除され、ひいてはＤＳＡ画像へのアーチファクトの発生を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線画像撮影装置の実施の形態について、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るＸ線画像撮影装置の概略的な構成を示した系統図である。本発明に係るＸ線画像撮影装置の構成は、図８に示した従来のＸ線画像撮影装置に対して、Ｘ線照射タイミング決定部２０が追加されたものであり、その他の構成は従来のものと概略的に同様である。また各部の動作も従来のものと同様であり、よって、図１には、図８と同一部分には同一符号を付して示し、その部分の説明は省略する。
Ｘ線照射タイミング決定部２０は、アーム３の回転角度を検出する角度検出器５から得られる情報に基づきＸ線の照射タイミングを決定し、ここで決定されたタイミングでＸ線管１を駆動するように、システム制御器１１が動作する。そして、Ｘ線照射タイミング決定部２０は、アーム３の加減速領域と定速領域とではＸ線の照射タイミングを異なるように決定している。
図２は、ＭＲＣモードにおける画像収集シーケンスを、アーム３の回転角度の時間変化で示した模式図である。これは図１０および図１１に示したものと同様に、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間を往復して回転し、角度Ａと角度Ａ´の間および角度Ｂ´角度Ｂとの間は、アーム３の回転速度を加速したり減速したりする加減速領域である。また、角度Ａ´角度Ｂ´の間は、アーム３の回転速度が一定となる定速領域である。そして、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）においてマスク画像の収集を行い、加減速領域Ｒ４、定速領域Ｒ５、加減速領域Ｒ６はアーム３のリターン動作のみを行い撮影動作は行わず、加減速領域Ｒ７（加速）、定速領域Ｒ８、加減速領域Ｒ９（減速）でコントラスト画像の収集を行う。このような撮影タイミングは、Ｘ線照射タイミング決定部２０によって決定され、その信号をシステム制御器１１へ供給することによって実行される。
【００１６】
ところで、本発明では、アーム３が一定の速度で回転している定速領域でのＸ線照射タイミングをある角度に設定するものとすれば、アーム３が加速または減速する加減速領域では、アーム３の回転速度に応じて、Ｘ線照射タイミングを定速領域よりも小さい角度に段階的に細かく設定するものである。そして、このような設定をＸ線照射タイミング決定部２０で行っている。この様子を図３に模式図で示してある。すなわち、図３は、一例として図２における定速領域Ｒ８と加減速領域Ｒ９でのＸ線照射タイミングを示したものである。
この図３に示した例では、定速領域Ｒ８では例えば回転角１．０度毎に撮影を行うものとしている。そして、加減速領域Ｒ９を例えばＲ９１、Ｒ９２、Ｒ９３の３領域に区分し、この内、定速領域Ｒ８に続く約１／２の加減速領域Ｒ９１では、回転角０．５度毎に撮影を行い、その後のさらに約１／２の加減速領域Ｒ９２では、回転角０．２５度毎に撮影を行い、さらに、残りの加減速領域Ｒ９３では、回転角０．１度毎に撮影を行うようにしている。
なお、このような加減速領域での区間分割は、アーム３の動作特性から定めても良いし、逐次検出したアーム３の回転速度から定めても良い。いずれの場合でも、収集した画像の時系列的な間隔が、定速領域での角度間隔（例えば、１．０度毎）で収集する画像の収集レートＴｒとほぼ同等となるようにＸ線照射タイミングを決定する。また、図３に示す加減速領域Ｒ９での角度Ｂにおいて、アーム３が停止した時刻Ｔｅ以後も、操作者の指示により角度Ｂ（アーム３の停止位置）においてＸ線照射を継続する場合は、上述の収集レートＴｒをＸ線照射タイミングとする。
【００１７】
さらに、一定の角度間隔で画像を収集する定速領域に対して、加減速領域では、定速領域における一定の角度間隔で画像を収集するときの時間間隔Ｔｒと同等の収集レートで画像を収集するようにしてもよい。例えば、アーム３の回転速度が３０度／秒であり、定速領域における画像収集の角度間隔を２．０度／フレームだとすると、定速領域における画像収集レートは１５フレーム／秒相当となる。従って、加減速領域では、１秒間に１５回のパルスをトリガーとしてＸ線を照射することにより、加減速領域でも１５フレーム／秒の収集レートで画像を収集することができ、定速領域と同等のレートでの画像収集が達成される。
これら本発明のＸ線画像撮影装置における定速領域と加減速領域での撮影タイミングについて、定速領域Ｒ８と加減速領域Ｒ９とについて説明したが、その他の定速領域および加減速領域についても同様であることは言うまでも無い。さらに、ＭＲＣモードについて説明したが、その他のＭＣモード、ＭＣＣモード、ＭＲＣＣモードについても同様である。
このように本発明によれば、加減速領域での画像の収集レートを定速領域のそれとほぼ同じにすることにより、実時間でＤＳＡ画像を再生したときに自然な画像として観察することができる。
【００１８】
次に、本発明における他の実施の形態として、アームの加減速領域におけるアームの振動に起因する画像ずれを軽減するための実施の形態について説明する。
図４は、ＭＣＣモードでの画像収集に、本発明を適用した場合を説明するために示した模式図であり、従来例として示した図１０と対比して参照すると本実施の形態の理解が容易となる。
すなわち、ＭＣＣモードでは、従来図１０に示したように、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）においてマスク画像を収集し、加減速領域Ｒ４（加速）と定速領域Ｒ５および加減速領域Ｒ６（減速）において第１コントラスト画像を収集し、さらに、加減速領域Ｒ７（加速）と定速領域Ｒ８および加減速領域Ｒ９（減速）において第２コントラスト画像を収集するという流れで、アーム３は角度Ａと角度Ｂとの間で加速、定速、減速を繰り返して往復回転する。
これに対して本実施の形態では、加減速領域Ｒ１（加速）でのマスク画像の収集に先立って、アーム３を１ストローク前からスタートさせる。すなわち、従来角度Ａが回転開始位置であれば、本実施の形態では図４に示すように、角度Ｂを回転開始位置とし、加減速領域Ｒ０１（加速）と加減速領域Ｒ０３（減速）においてマスク画像を追加して収集し、以後従来と同様にＲ１からＲ９の間でマスク画像と第１および第２のコントラスト画像を収集する。なお、定速領域Ｒ０２では画像の収集は行わない。
【００１９】
このようにして収集したマスク画像と第１および第２コントラスト画像とのサブトラクション処理は、図５に図表で示すように、各加減速領域について、角度Ａ付近の加速領域と角度Ａ付近の減速領域、および角度Ｂ付近の加速領域と角度Ｂ付近の減速領域、さらに定速領域毎にそれぞれ対応させて行う。すなわち、領域Ｒ０１のマスク画像は領域Ｒ４のコントラスト画像とサブトラクション処理し、また、領域Ｒ２のマスク画像は領域Ｒ５のコントラスト画像とサブトラクション処理し、さらに、領域Ｒ０３のマスク画像は領域Ｒ６のコントラスト画像とサブトラクション処理する（以下省略）という具合に対応つけられる。
この図５と図４とから、それぞれサブトラクション処理のために対応つけられている、角度Ａ付近の加速領域Ｒ０１とＲ４、角度Ａ付近の減速領域Ｒ０３とＲ６、角度Ｂ付近の加速領域Ｒ１とＲ７、角度Ｂ付近の減速領域Ｒ３とＲ９は、それぞれアーム３の回転方向が同じであることがわかる。このように、本発明では、特に加減速領域におけるサブトラクション処理に際して、マスク画像とコントラスト画像とを、必ずアーム３の回転方向の一致したデータ同士を減算するようにしたものである。よって、加速時と減速時においてアームの振動状態が一致していないとしても、その影響を受けることがないので、サブトラクション処理によって、画像ずれすなわちミスレジストレーションを起こすことはない。
【００２０】
なお、定速領域にあっては、アーム３の回転方向が異なっていても振動状態が変わるおそれはほとんど無いので、被検体のＸ線被曝を低減するためからも、追加した定速領域Ｒ０２でのマスク画像の収集は行わず、定速領域Ｒ２で得たマスク画像を、第１および第２コントラスト画像とのサブトラクション処理に利用する。
また、ＭＲＣＣモードの場合、本発明では、図６に模式図を示すように、リターン動作中の加減速領域Ｒ４（加速）と加減速領域Ｒ６（減速）においてもマスク画像を収集するようにする。
すなわち、従来のＭＲＣＣモードでは図１１に示すように、マスク画像の収集は、ＭＣＣモードと同様に、加減速領域Ｒ１（加速）と定速領域Ｒ２および加減速領域Ｒ３（減速）において行い、続く加減速領域Ｒ４、定速領域Ｒ５、加減速領域Ｒ６はアーム３のリターン動作のみ行い撮影動作は行わなかったが、本発明では、図６に示すように、リターン動作中の加減速領域Ｒ４（加速）と加減速領域Ｒ６（減速）においてもマスク画像を収集する。ただし、定速領域Ｒ５では、図４に示したＭＣＣモードの場合の定速領域Ｒ０２と同様の理由からマスク画像の収集は行わない。
【００２１】
そして、このようにして収集したマスク画像と第１および第２コントラスト画像とのサブトラクション処理は、図７に図表で示すように、各加減速領域について、角度Ａ付近の加速領域と角度Ａ付近の減速領域、および角度Ｂ付近の加速領域と角度Ｂ付近の減速領域、さらに定速領域毎にそれぞれ対応させて行う。すなわち、領域Ｒ１のマスク画像は領域Ｒ７のコントラスト画像とサブトラクション処理し、また、領域Ｒ２のマスク画像は領域Ｒ８のコントラスト画像とサブトラクション処理し、さらに、領域Ｒ３のマスク画像は領域Ｒ９のコントラスト画像とサブトラクション処理する（以下省略）という具合に対応つけられる。
従って、ＭＲＣＣモードの場合も本発明では、図７と図６とから、それぞれサブトラクション処理のために対応つけられている、角度Ａ付近の加速領域Ｒ１とＲ７、角度Ａ付近の減速領域Ｒ３とＲ９、角度Ｂ付近の加速領域Ｒ４とＲ１０、角度Ｂ付近の減速領域Ｒ６とＲ１２は、それぞれアーム３の回転方向が同じであることがわかり、このアーム３の回転方向が同じ領域のマスク画像とコントラスト画像とをサブトラクション処理するようにしたものである。よってこの場合も、加速時と減速時においてアームの振動状態が一致していないとしても、その影響を受けることがなく、サブトラクション処理による画像ずれ、すなわちミスレジストレーションを起こすことはない。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１ないし請求項６に記載の発明によれば、マスク画像とコントラスト画像との角度ずれに起因するミスレジストレーションが低減されるとともに、実時間でＤＳＡ画像を再生したときに違和感のない自然な画像として観察することができる。
また、請求項７ないし請求項９に記載の発明によれば、加減速時のアームの振動による画像ずれに起因するミスレジストレーションが排除され、ひいてはＤＳＡ画像へのアーチファクトの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線画像撮影装置の概略的な構成を示した系統図である。
【図２】本発明におけるＭＲＣモードでの画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図３】本発明における定速領域と加減速領域でのＸ線照射タイミングの一例を示した模式図である。
【図４】本発明におけるＭＣＣモードでの画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図５】本発明におけるＭＣＣモードでのサブトラクション処理を行う際の、マスク画像とコントラスト画像との対応を説明した図表である。
【図６】本発明におけるＭＲＣＣモードでの画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図７】本発明におけるＭＲＣＣモードでのサブトラクション処理を行う際の、マスク画像とコントラスト画像との対応を説明した図表である。
【図８】回転ＤＳＡ撮影を行う従来のＸ線画像撮影装置の概略的な構成を示した系統図である。
【図９】回転ＤＳＡ撮影における代表的な４種類の画像収集パターンの説明図である。
【図１０】ＭＣＣモードにおける従来の画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【図１１】ＭＲＣＣモードにおける従来の画像収集シーケンスを説明するために示した模式図である。
【符号の説明】
１ Ｘ線管
２ Ｘ線検出器
３ アーム
４ アーム駆動部
５ 角度検出器
６ Ａ／Ｄ変換器
７ 画像メモリ
８ 減算処理装置
９ Ｄ／Ａ変換器
１０ モニタ
１１ システム制御器
１２ 操作部
１３ 寝台
２０ Ｘ線照射タイミング決定部
Claims (6)
- 被検体を間にしてＸ線管とＸ線検出器とを対向するように支持するアームを、所定角度範囲にわたって往復回転動させながら、前記アームの所定回転角度毎にＸ線を照射して、マスク画像とコントラスト画像とを撮影するＸ線画像撮影装置において、
前記アームが略一定速度で回転動して前記Ｘ線を照射する定速領域と、前記アームが起動・停止して前記Ｘ線を照射する加減速領域とにおいて、Ｘ線の照射タイミングを異ならせるように制御するタイミング制御手段を具備することを特徴とするＸ線画像撮影装置。 - 前記タイミング制御手段は、前記加減速領域におけるＸ線の照射タイミングを、前記定速領域におけるＸ線の照射タイミングよりも狭い角度間隔とするように制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
- 前記タイミング制御手段は、前記定速領域においては所定角度毎にＸ線を照射するようにタイミングを制御し、前記加減速領域においては前記定速領域でのＸ線の照射角度間隔に基づく時間間隔毎にＸ線を照射するようにタイミングを制御することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
- 前記タイミング制御手段は、前記加減速領域におけるＸ線の照射タイミングを、前記加減速領域における前記アームの回転速度に応じて異なる角度間隔とするように制御することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
- 前記タイミング制御手段は、前記加減速領域におけるＸ線の照射タイミングを、前記アームの回転速度に応じて決定される複数の領域に分けて、それぞれ異なる角度間隔とするように制御することを特徴とする請求項３または請求項４のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
- 前記タイミング制御手段は、前記アームが前記加減速領域において停止した状態にあるときのＸ線の照射タイミングを、前記定速領域におけるＸ線の照射タイミングに基づく時間間隔毎とするように制御することを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
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