JP2006130158A - X-ray apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、X線撮像装置に関し、特に撮像条件・画像補正条件・表示条件を最適化することにより、患者に対する被曝量の低減や、動きを伴う部位の撮像において高画質の画像を得ることができるものに関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus, and in particular, by optimizing imaging conditions, image correction conditions, and display conditions, it is possible to obtain a high-quality image in reducing the exposure dose to a patient and imaging a part with movement. It relates to what can be done.
X線撮像装置は、患者の体内を透過したX線の強弱を濃淡画像として表示する画像装置であり、診断・治療等の目的に応じて種々のものが存在する。特に被写体を3次元再構成する技術としては、断層技術、直接再構成技術、数値的再構成技術等の方法があり、一般的に用いられている(例えば、特許文献1,2参照)。
An X-ray imaging apparatus is an image apparatus that displays the intensity of X-rays transmitted through a patient's body as a grayscale image, and there are various apparatuses depending on purposes such as diagnosis and treatment. In particular, techniques for three-dimensional reconstruction of a subject include methods such as tomographic techniques, direct reconstruction techniques, and numerical reconstruction techniques, which are generally used (see, for example,
X線撮像装置は、例えば、患者を載せる寝台と、架台に支持されて回転するCアームと、このCアームの一方の端部に設けられたX線源と、他方の端部に設けられたX線検出器とを備え、X線源から照射されたX線をX線検出器で検出し、得られた画像データに基づいて3次元画像を再構成する。このようなX線撮像装置によれば、頭部や腹部や四肢等、動きの小さい被写体部位に対し、適用され、大きな診断効果を上げている。 The X-ray imaging apparatus is provided, for example, on a bed on which a patient is placed, a C-arm that is supported and rotated by a gantry, an X-ray source provided at one end of the C-arm, and an other end An X-ray detector, X-rays emitted from an X-ray source are detected by the X-ray detector, and a three-dimensional image is reconstructed based on the obtained image data. According to such an X-ray imaging apparatus, it is applied to a subject part with a small movement, such as the head, abdomen, and extremities, and has a great diagnostic effect.
なお、X線撮像装置によって得られた画像をオペレータが見やすいように処理する技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。また、カテーテル等の位置をリアルタイムに知るための3D位置センサが知られている(例えば、非特許文献1〜3参照)。
上述したX線撮像装置であると、次のような問題があった。すなわち、撮像にあたって実際にX線を照射しながら最適な撮像条件を探す必要があるため、オペレータの作業量が大きいとともに、患者に無駄な被曝を与えていることがあった。また、心臓等の臓器は画像収集中であっても動きを止められないため、カテーテル等の器具の先端が見えづらく施術に不適当であったり、3次元画像を生成する際に再構成画像の画質が低下するという問題があった。 The X-ray imaging apparatus described above has the following problems. That is, since it is necessary to search for optimum imaging conditions while actually irradiating X-rays during imaging, the amount of work for the operator is large and the patient may be wasted. In addition, since the movement of an organ such as the heart cannot be stopped even during image acquisition, the distal end of an instrument such as a catheter is difficult to see. There was a problem that the image quality deteriorated.
そこで、本発明は、被検体への被曝量を低減できるとともに、オペレータの手間を低減し、画質を向上することで正確な診断情報の提供を行うことができるX線撮像装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides an X-ray imaging apparatus capable of reducing the exposure dose to the subject, reducing the labor of the operator, and improving the image quality, thereby providing accurate diagnostic information. It is aimed.
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のX線診断装置は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the X-ray diagnostic apparatus of the present invention is configured as follows.
(1)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、この画像処理部により処理された画像を表示する画像表示部とを備え、上記画像処理部は、上記位置センサの位置情報に基づいて上記画像表示部によって表示される上記位置センサの画面上の位置が同一となるように処理することを特徴とする。 (1) An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a position sensor inserted into the subject, and the X-rays An image processing unit that processes image data detected by the detector, and an image display unit that displays an image processed by the image processing unit, the image processing unit based on position information of the position sensor Processing is performed so that the position on the screen of the position sensor displayed by the image display unit is the same.
(2)寝台に載置された被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、上記位置センサの位置情報に基づいて、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とする。 (2) An X-ray source that irradiates the subject placed on the bed with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, and a position inserted into the subject The relative positions of the X-ray source, the X-ray detector, and the bed mechanism are determined based on the position information of the sensor, the image processing unit that processes the image data detected by the X-ray detector, and the position sensor. And an adjusting mechanism for adjusting.
(3)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部とを備え、上記X線源には、上記位置センサからの距離に応じて上記被検体における領域毎にX線量を調整する調整部を備えていることを特徴とする。 (3) An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a position sensor inserted into the subject, and the X-rays An image processing unit that processes image data detected by a detector, and the X-ray source includes an adjustment unit that adjusts an X-ray dose for each region in the subject according to a distance from the position sensor. It is characterized by.
(4)上記(3)に記載されたX線撮像装置であって、上記位置センサからの距離が大きい領域において上記X線量を低減するものであることを特徴とする。 (4) The X-ray imaging apparatus described in (3) above, wherein the X-ray dose is reduced in a region having a large distance from the position sensor.
(5)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部とを備え、上記X線源は、上記位置センサの速度情報に基づいて照射されるX線の照射量、照射時間、照射間隔の少なくとも1つを調整することを特徴とする。 (5) An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a position sensor inserted into the subject, and the X-rays An image processing unit that processes image data detected by a detector, and the X-ray source has at least one of an irradiation amount, an irradiation time, and an irradiation interval of X-rays irradiated based on speed information of the position sensor. It is characterized by adjusting one.
(6)上記(5)に記載されたX線撮像装置であって、上記位置センサの移動速度が所定速度より大きい場合には、上記X線の照射量を多く、かつ、照射時間を短くし、上記位置センサの移動速度が所定速度より小さい場合には、上記X線の照射量を少なく、かつ、照射時間を長くするものであることを特徴とする。 (6) In the X-ray imaging apparatus described in (5) above, when the moving speed of the position sensor is higher than a predetermined speed, the irradiation amount of the X-ray is increased and the irradiation time is shortened. When the moving speed of the position sensor is smaller than a predetermined speed, the X-ray irradiation amount is reduced and the irradiation time is lengthened.
(7)上記(5)に記載されたX線撮像装置であって、上記位置センサの移動速度が所定速度より大きい場合には、上記X線の照射間隔を短くし、上記位置センサの移動速度が所定速度より小さい場合には、上記X線の照射間隔を長くするものであることを特徴とする。 (7) In the X-ray imaging apparatus described in (5) above, when the moving speed of the position sensor is larger than a predetermined speed, the X-ray irradiation interval is shortened, and the moving speed of the position sensor Is less than a predetermined speed, the X-ray irradiation interval is lengthened.
(8)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部とを備え、上記画像処理部は、収集された画像データと上記位置センサの位置情報とに基づいて補完画像データを生成するとともに、この補完画像データを上記各画像データ間の画像データとして用いることを特徴とする。 (8) An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a position sensor inserted into the subject, and the X-rays An image processing unit that processes the image data detected by the detector, and the image processing unit generates complementary image data based on the collected image data and the position information of the position sensor, and performs the complementary processing. The image data is used as image data between the image data.
(9)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部とを備え、上記画像処理部は、時刻の異なる複数の画像データ間の処理において、上記位置センサの位置情報に基づいて新たな画像データを生成することを特徴とする。 (9) An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a position sensor inserted into the subject, and the X-rays An image processing unit that processes the image data detected by the detector, and the image processing unit receives new image data based on the position information of the position sensor in processing between a plurality of image data at different times. It is characterized by generating.
(10)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記位置センサの位置情報に基づいて、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とする。 (10) An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a position sensor inserted into the subject, and the position sensor The X-ray source, the X-ray detector, and an adjustment mechanism that adjusts the relative position of the bed mechanism based on the position information.
(11)寝台に載置された被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された一対の位置センサと、上記一対の位置センサ同士を結ぶ線分に対して垂直な面の断層像を収集するように、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とする。 (11) An X-ray source that irradiates an object placed on a bed with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, and a pair inserted into the object The relative positions of the X-ray source, the X-ray detector, and the bed mechanism are adjusted so that a tomographic image of a plane perpendicular to a line segment connecting the position sensor and the pair of position sensors is collected. And an adjusting mechanism.
(12)寝台に載置された被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、この位置センサを所定距離だけ移動させる位置センサ移動部と、上記位置センサを移動させる前後の位置同士を結ぶ線分に垂直な面の断層像を収集するように、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とする。 (12) An X-ray source that irradiates an object placed on a bed with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, and a position inserted into the object A sensor, a position sensor moving unit for moving the position sensor by a predetermined distance, and the X-ray source so as to collect a tomographic image of a plane perpendicular to a line segment connecting positions before and after the position sensor is moved; An X-ray detector and an adjustment mechanism for adjusting the relative position of the bed mechanism are provided.
(13)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記被検体内に挿入された位置センサと、上記位置センサの移動方向に基づいて、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とする。 (13) An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a position sensor inserted into the subject, and the position sensor The X-ray source, the X-ray detector, and an adjustment mechanism for adjusting the relative position of the bed mechanism based on the moving direction of the bed.
(14)上記(13)に記載されたX線撮像装置であって、上記位置センサの移動方向と、上記X線源と上記X線検出器とを結ぶ線分方向とは同一方向であることを特徴とする。 (14) In the X-ray imaging apparatus described in (13) above, the moving direction of the position sensor and the line segment direction connecting the X-ray source and the X-ray detector are the same direction. It is characterized by.
(15)被検体に対してX線を照射するX線源と、上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、上記X線源に設けられた第1の位置センサと、上記X線検出器に設けられた第2の位置センサと、上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部とを備え、上記画像処理部は、上記第1及び第2の位置センサの位置情報に基づいて上記X線源、上記X線検出器、上記被検体の相対位置の変化量に基づいて上記画像データを補正することを特徴とする。 (15) an X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays from the X-ray source, a first position sensor provided in the X-ray source, A second position sensor provided in the X-ray detector; and an image processing unit that processes image data detected by the X-ray detector. The image processing unit includes the first and second image sensors. The image data is corrected based on a change amount of a relative position of the X-ray source, the X-ray detector, and the subject based on position information of a position sensor.
本発明によれば、被検体への被曝量を低減できるとともに、オペレータの手間を低減し、画質を向上することで正確な診断情報の提供を行うことが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to reduce the exposure amount to a test object, it becomes possible to provide an accurate diagnostic information by reducing an operator's effort and improving an image quality.
図1は本発明の第1実施の形態に係るX線撮像装置10の構成を示す図である。X線撮像装置10は、患者(被検体)Kを載せる寝台11と、架台12と、この架台12に支持されて図1中P軸を中心に図1中R方向に回転するCアーム13と、このCアーム13の一方の端部に設けられたX線源14と、Cアーム13の他方の端部に設けられたX線検出器15と、生成された画像を表示するモニタ16と、患者Kの体内に挿入されるカテーテル等の器具の位置を検出するための3D位置検出装置20と、これら各装置を連携制御するとともに、多方向から撮像した画素データを収集し、3次元画像を再構成する制御部30とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an
寝台11は、鉛直方向及び水平方向に移動可能となっており、これにより患者Kは、X線源14とX線検出器15との間に適当に配置される。
The bed 11 is movable in the vertical direction and the horizontal direction, so that the patient K is appropriately disposed between the
Cアーム13は、X線源14及びX線検出器15を対向配置させて保持する構造になっている。X線源14は、患者Kに対しX線を照射するX線管球14aと、当該X線管球から照射されたX線をコリメートするコリメータ14bとを有している(図5参照)。X線管球14aは、X線を発生する真空管であり、図示していない高電圧発生装置で発生された高電圧により電子を加速させ、ターゲットに衝突させることでX線を発生させる。X線検出器15は、例えばI.I.(イメージ・インテンシファイア)と光学系とによって構成されている。X線検出器15は、I.I.によって患者Kを透過したX線情報を光学情報に変換し、光学系によってこの光学情報を光学レンズで集光する。なお、I.I.以外の検出装置としてX線平面検出器を用いてもよい。
The
3D位置検出装置20は、カテーテル等の患者Kの体内に挿入される器具の先端部に取り付けられた第1の位置センサ21と、X線源14に取り付けられた第2の位置センサ22と、X線検出器15に取り付けられた第3の位置センサ23と、これら第1〜第3の位置センサ21からの信号を受信し、それぞれの位置情報を位置信号として出力する受信機24とを備えている。
The 3D
制御部30は、寝台11や架台12の位置制御や装置全体の制御を行うコントローラ31と、X線源14におけるX線照射の制御を行うX線制御部32と、X線検出器15を制御するX線検出器制御部33と、3D位置検出装置20を制御する3D位置情報インターフェース34と、収集された画像データ及び位置情報等に基づいて演算を行い画像を生成する画像演算装置35と、生成された画像を適切に表示するための表示制御部36とを備えている。
The
このように構成されたX線撮像装置10では、次のようにして患者Kの断層画像を撮像する。すなわち、コントローラ31からの指令により、X線照射制御部32により制御されるX線源14からX線がX線検出器15に向けて照射される。X線検出器15では画素データが収集され、X線検出器制御部33に入力され、画像演算装置35に画像データが送られる。
The
一方、第1の位置センサ21の位置情報が受信機24から取り込まれ、位置信号として3D位置情報インターフェース34に入力される。位置信号はさらに画像演算装置35に入力される。
On the other hand, the position information of the
画像演算装置35では、収集された画像データと、第1の位置センサ21の位置情報とに基づいて画像データを次のようにして補正する。なお、図2はX線源14と臓器GとX線検出器15との位置関係を模式的に示す説明図、図3は画像の補正処理を示す説明図である。
The
臓器Wが例えば心臓等の一定の動きのある臓器である場合、施術を行う器具Eの先端もこの動きに伴って移動することとなる。このため、モニタ16に表示される器具の先端も常に動いており見づらい。しかしながら、第1の位置センサ21の位置情報を画像演算装置35に取り込み、第1の位置センサ21の動きがモニタ16の画面上で一定位置に固定されるように画像処理を行う。
When the organ W is an organ having a certain movement such as a heart, for example, the distal end of the instrument E for performing the operation also moves along with this movement. For this reason, the tip of the instrument displayed on the
具体的には、各時刻毎tn毎の画像データGnを、第1の位置センサ21の位置情報fnに基づいて補正された画像データGn′を生成する。例えば、基準時刻である時刻t1において画像G1と位置情報f1が入力された場合には、画像G1はそのまま画像表示する。次に、時刻t2における画像G2と位置情報f2が入力された場合には、画像G2を位置情報f1に対する位置情報f2との差分と同じ移動量を逆方向に移動させる。これにより、第1の位置センサ21の位置は画面内では移動しないこととなる。なお、位置情報fnは、実際の位置情報からX線検出器15の平面内方向での2次元方向の差分に変換された値である。したがって、器具Eの先端はモニタ16の画面上で固定されることとなり、施術が容易となる。図4はこのようにして処理された画像G1,G2′,G3′の一例を示す図である。臓器Wの位置に関わらず、常に器具Eの先端が画面の中央に位置している。
Specifically, the image data Gn ′ obtained by correcting the image data Gn at every time tn based on the position information fn of the
なお、施術中に大きく患者Kが移動し、X線源14とX線検出器15との間、すなわち撮像範囲から外れるような場合には、第1の位置センサ21からの位置情報に基づいて寝台11を水平方向又は鉛直方向に移動させるようにして、常に撮像範囲に収まるようにさせることが可能である。これにより、施術者がモニタ16を見ながら撮像範囲を確認する作業や、寝台11を動かすための補助者による補助作業が不要となり、効率のよい施術を行うことが可能となる。
In the case where the patient K moves greatly during the operation and moves between the
上述したように本実施の形態に係るX線撮像装置10によれば、器具Eの先端がモニタ16の画面上で固定されて表示されることとなり、施術が容易となる。また、撮像範囲の確認及び調整が不要となるので、効率のよい施術が可能となる。
As described above, according to the
なお、上述したX線撮像装置10においては、X線源14、X線検出器15、寝台11の最適な位置決めを行うことにより、所望の画像を得ることが可能である。例えば、心臓や腹部のように周期的動きのある臓器Wを撮像する場合には、第1の位置センサ21の動きベクトルを取得することができる。
In the
この動きベクトルに対してX線源14とX線検出器15を結ぶベクトルとが直交するようにX線源14とX線検出器15を位置決めすると、臓器Wの動きは最大となり画像上で視認しづらくなるものの、臓器Wの動きはわかりやすくなる。一方、動きベクトルに対してX線源14とX線検出器15を結ぶベクトルとが一致するようにX線源14とX線検出器15を位置決めすると、臓器Wの動きは最小となり画像上で視認しやすくなる。このように、患者Kに対して不必要なX線を照射することなく、X線源14、X線検出器15、寝台11の最適な位置決めを行い、所望の画像を得ることが可能となる。
When the
図5は上述したX線撮像装置10の別の実施例を示す図である。すなわち、本実施例においては、第1の位置センサ21からの位置情報に基づいて、第1の位置センサ21から離間した領域にはX線を照射させないこととしたものである。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the
すなわち、第1の位置センサ21からの位置情報を3D位置情報インターフェース34を介してX線照射制御部32に入力する。X線照射制御部32では、第1の位置センサ21コリメータ14bにより照射範囲を制限する。なお、図5中Bは照射が行われていない領域を示している。
That is, position information from the
これにより、第1の位置センサ21の近傍は常にX線が照射されているため、臓器Wに対しては常に撮像が行われ、撮像が不要な部位にはX線が照射されないため、患者Kに照射されるX線量を低減することが可能となる。
Thereby, since X-rays are always irradiated in the vicinity of the
図6は上述したX線撮像装置10の別の実施例を示す図である。すなわち、本実施例においては、第1の位置センサ21からの位置情報に基づいて第1の位置センサ21の移動量を求め、この移動量に基づいて、X線源14からのX線照射パターンを調整するものである。本実施例では、動きのある被写体は、動きが激しい場合には画像にブレが生じるという事情に対応したものである。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the
移動量が少ない場合には、1回のパルスの照射強度を小さくし、かつ、照射時間を長くすることで、ノイズによる影響を低減する。一方、移動量が多い場合には、1回のパルスの照射強度を大きくし、かつ、照射時間を短くすることで、被写体の画像のブレを防止することが可能となる。なお、移動量の大小に関わらず1回の合計線量は同一となる。 When the amount of movement is small, the influence of noise is reduced by reducing the irradiation intensity of one pulse and extending the irradiation time. On the other hand, when the movement amount is large, it is possible to prevent blurring of the image of the subject by increasing the irradiation intensity of one pulse and shortening the irradiation time. In addition, the total dose of one time is the same regardless of the amount of movement.
図7は上述したX線撮像装置10の別の実施例を示す図である。すなわち、本実施例においては、第1の位置センサ21からの位置情報に基づいて第1の位置センサ21の移動量を求め、この移動量に基づいて、X線源14からのX線照射パターンを調整するものである。本実施例では、動きのある被写体は、動きが激しい場合には画像は視認性が低くなるという事情に対応したものである。
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the
移動量が少ない場合には、フレームレートを遅くすることで、被曝量を最小限に抑えることができる。一方、移動量が多い場合には、フレームレートを早くすることで、被写体の動きが速い場合であっても視認性を向上させることができる。 When the movement amount is small, the exposure amount can be minimized by reducing the frame rate. On the other hand, when the movement amount is large, the visibility can be improved by increasing the frame rate even when the subject moves quickly.
図8は上述したX線撮像装置10の別の実施例を示す図である。すなわち、本実施例においては、第1の位置センサ21からの位置情報に基づいて第1の位置センサ21の移動量を求め、この移動量に基づいて、X線源14からのX線照射パターンを調整するものである。本実施例では、動きのある被写体を認識する際には、動きが激しい場合には参考にせず、動きがゆっくりの場合に詳細に観察することが多いという事情に対応したものである。
FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the
移動量が少ない場合には、フレームレートを早くすることで、画質を向上させる。一方、移動量が多い場合には、フレームレートを遅くすることで、参考程度の情報が得られる低い画質の画像を生成し、被曝量を低減させることができる。 When the movement amount is small, the image quality is improved by increasing the frame rate. On the other hand, when the movement amount is large, by reducing the frame rate, it is possible to generate a low-quality image from which information of a reference level can be obtained and to reduce the exposure amount.
また、移動量が少ない場合には、1回のパルスの照射強度を大きくすることで、画質を向上させる。一方、移動量が多い場合には、1回のパルスの照射強度を小さくすることで、参考程度の情報が得られる低い画質の画像を生成し、被曝量を低減させることができる。 When the amount of movement is small, the image quality is improved by increasing the irradiation intensity of one pulse. On the other hand, when the movement amount is large, by reducing the irradiation intensity of one pulse, it is possible to generate a low-quality image from which information of a reference level can be obtained, and to reduce the exposure amount.
図9は上述したX線撮像装置10の別の実施例を示す図である。すなわち、本実施例においては、第1の位置センサ21からの位置情報に基づいて第1の位置センサ21の移動量を求め、この移動量に基づいて、X線源14からのX線照射パターンを調整するとともに、画像演算装置35において補完画像を生成するものである。本実施例は、患者Kへの被曝量を低減させることを目的としている。
FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of the
すなわち、通常に画像データを取得する場合には、図9中α1〜α5に示すように、通常のフレームレート(例えば30fps)で撮像を行っている。本実施例では、図9中β1〜β3に示すように、遅いフレームレート(例えば15fps)で撮像を行う。そして、第1の位置センサ21からの位置情報により移動量を求め、この移動量で各画像データを補正することで、図9中β1′、β2′に示すように、補完画像データを生成することが可能となる。そして、画像データと補完画像データとを交互に表示させることで、通常のフレームレートで撮像を行った場合と同様の画像を表示させることができる。この場合、遅いフレームレートであるため、被曝量を低減させることが可能となる。
That is, when acquiring image data normally, imaging is performed at a normal frame rate (for example, 30 fps) as indicated by α1 to α5 in FIG. In this embodiment, imaging is performed at a slow frame rate (for example, 15 fps) as indicated by β1 to β3 in FIG. Then, the amount of movement is obtained from the position information from the
図10は上述したX線撮像装置10の別の実施例を示す図である。本実施例は、患者Kに投与する造影剤の量を低減してもズレの少ない画像を得ることを目的としている。
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the
最初に、被写体となる血管等の臓器Wの必要な部分にガイドワイヤやステント等の器具Eを用いて第1の位置センサ21を位置決めする。次に、臓器Wに造影剤を投与して撮像を行う。このときの画像を基本画像D0として、第1の位置センサ21からの位置情報と合わせて画像演算部35に記憶させる。
First, the
次に、造影剤を投与せずに臓器Wの撮像を行う。造影剤を用いて鮮明に撮像された臓器Wの基本画像D0と、造影剤を用いずに撮像された器具Eのリアルタイム画像Dnとを重ね合わせて新たな画像Dn′を生成する。重ね合わせの際には、第1の位置センサ21の位置が同じ位置となるように重ね合わせる。これにより、臓器Wのどこに器具Eが位置しているのかが鮮明な画像で、かつ、リアルタイムにわかる。なお、これにより、造影剤を投与するのは基本画像D0を撮像するときのみでよいため、患者Kの負担が軽くなる。
Next, imaging of the organ W is performed without administering a contrast agent. A new image Dn ′ is generated by superimposing the basic image D0 of the organ W clearly imaged using the contrast agent and the real-time image Dn of the instrument E imaged without using the contrast agent. At the time of superposition, the superposition is performed so that the position of the
したがって、X線撮像装置10によれば、患者Kの姿勢が変わった場合でも、臓器Wの鮮明なリアルタイム画像を得ることができるとともに、造影剤の投与量を最小限に抑えることができ、患者Kへの負担を軽くすることが可能となる。
Therefore, according to the
図11は上述したX線撮像装置10の別の実施例を模式的に示す説明図である。本実施例においては、X線源14及びX線検出器15を患者Kの体軸W0廻りに回転させて、画像データを収集し、3次元画像を再構築する場合を示している。
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing another embodiment of the
3次元画像を再構築する場合には、被写体となる臓器WがX線源14による照射範囲に入っていることが必要となる。このとき、臓器Wを一方向から撮像して画像を確認し、次に他の方向からも撮像して画像を確認する。このとき、例えば図11中W2やW3の場合のように他の方向から撮像して臓器Wの画像が得られない場合には、寝台11の水平方向や鉛直方向の位置を調整してやり直す。しかしながら、調整を繰り返すと患者Kへの被曝量が増加するという問題がある。
When a three-dimensional image is reconstructed, it is necessary that the organ W as a subject is within the irradiation range of the
X線撮像装置10においては、第1の位置センサ21、X線源14、X線検出器15の各位置情報をコントローラ31に入力し、これら各位置情報に基づいて幾何学的に最適なX線源14、X線検出器15、寝台11の相対位置関係を算出し、それぞれを所定の位置に移動させる。これにより、臓器Wを例えば領域S内の図11中W1に示す位置に移動することで、不必要なX線照射を行うことなく、調整を行うことができる。
In the
したがって、X線撮像装置10によれば、患者Kに不必要なX線照射を与えることなく、X線源14、X線検出器15、寝台11の位置決めを行うことができる。
Therefore, according to the
図12及び図13は上述したX線撮像装置10の別の実施例を模式的に示す説明図である。本実施例においては、X線源14及びX線検出器15を患者K廻りに回転させて、画像データを収集し、3次元画像を再構築する場合を示している。もちろん、単なる回転撮影でもよい。
12 and 13 are explanatory views schematically showing another embodiment of the
図12に示すように、血管等の管状の臓器Wに生じている狭窄部Waは、撮像する向きによって全く評価の異なる画像が得られる。すなわち、臓器Wの幅がΣ1で狭窄部の幅がσ1となる場合、臓器Wの幅がΣ2で狭窄部の幅がσ2となる場合臓器Wの幅がΣ3で狭窄部の幅がσ3となる場合で、医師が全く異なった判断をする可能性がある。したがって、血管等の管状の臓器Wの場合には、図12に示すような断面で撮像するために、多方向から試行錯誤しながら画像を取得して最適な画像を得る必要があり、患者Kに不必要なX線照射を与えることがある。 As shown in FIG. 12, the stenosis Wa generated in a tubular organ W such as a blood vessel can obtain an image with completely different evaluation depending on the direction of imaging. That is, when the width of the organ W is Σ1 and the width of the stenosis is σ1, the width of the organ W is Σ2 and the width of the stenosis is σ2, the width of the organ W is Σ3 and the width of the stenosis is σ3. In some cases, the doctor may make a completely different decision. Therefore, in the case of a tubular organ W such as a blood vessel, it is necessary to obtain an optimal image by obtaining an image through trial and error from multiple directions in order to take an image with a cross section as shown in FIG. May give unnecessary X-ray irradiation.
X線撮像装置10は、図13に示すように、ワイヤ等の器具Eに第1の位置センサ21,21′が所定の間隔(例えば3cm)をもって一対設けられている。この器具Eを臓器W内に挿入する。第1の位置センサ21,21′からはそれぞれ位置情報が得られ、この位置情報がコントローラ31に入力される。コントローラ31では、これら一対の位置情報に基づいてこれら一対の第1の位置センサ21を結ぶ直線φを求める。次に、直線φに直交する直交面Ωを算出する。これにより、管状の臓器Wにおいてはその軸方向を容易に見つけ出すことができ、適切な直交面Ω、すなわち断層像が得られるように、X線源14、X線検出器15、寝台11の位置決めを行う。
As shown in FIG. 13, the
したがって、X線撮像装置10によれば、患者Kに不必要なX線照射を与えることなく、管状の臓器Wの撮像を適切な向きで行うように、X線源14、X線検出器15、寝台11の位置決めを行うことができる。
Therefore, according to the
図14では、第1の位置センサ21を一対設けるのではなく、器具Eを臓器W内を移動させることで、臓器W内の2つの位置情報を得ることができる。これら2つの位置情報によって、上述した図13の実施例と同様にして最適な断層像を得るためのX線源14、X線検出器15、寝台11の位置決めを行うことができる。
In FIG. 14, instead of providing a pair of
図15は、上述したX線撮像装置10の別の実施例を模式的に示す説明図である。本実施例においては、X線源14及びX線検出器15を患者K廻りに回転させて、画像データを収集し、3次元画像を再構築する場合を示している。本実施例では、X線源14及びX線検出器15が重さによってCアーム13が撓み、設計値からの微小な位置ずれが生じ、再構築した3次元画像の画質が低下するという事情に対応したものである。
FIG. 15 is an explanatory view schematically showing another embodiment of the
X線撮像装置10においては、X線源14に設けられた第2の位置センサ22、X線検出器15に設けられた第3のの位置センサ23の各位置情報が所定のタイミングでコントローラ31に入力される。なお、図15中Uは一定間隔のパルス、V1は第1の位置センサ21の設計上の位置情報、V2は第2の位置センサ22の設計上の位置情報、V3は第3の位置センサ23の設計上の位置情報を示しており、プロットは実際に得られた位置情報を示している。
In the
これら各位置情報に基づいて、リアルタイムにX線源14、X線検出器15の位置を取得し、これらの位置と設計上の位置情報との差分を補正して画像演算部35にて断層像や3次源画像を再構築する。これにより、撓みによる影響を較正でき、高い画質の画像を得ることができる。なお、本実施例では、臓器Wはほとんど動かない臓器、例えば頭部や脚部等の撮像に適用される。
Based on these pieces of position information, the positions of the
上述したように、本実施の形態に係るX線撮像装置10によれば、患者Kへの被曝量を低減できるとともに、オペレータの手間を低減し、画質を向上することで正確な診断情報等の提供を行うことが可能となる。
As described above, according to the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10…X線撮像装置、11…寝台、12…架台、13…Cアーム、14…X線源、15…X線検出器、16…モニタ、20…3D位置検出装置、21…第1の位置センサ、22…第2の位置センサ、23…第3の位置センサ、30…制御部、31…コントローラ、34…3D位置情報インターフェース、35…画像演算装置。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、
この画像処理部により処理された画像を表示する画像表示部とを備え、
上記画像処理部は、上記位置センサの位置情報に基づいて上記画像表示部によって表示される上記位置センサの画面上の位置が同一となるように処理することを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An image processing unit for processing image data detected by the X-ray detector;
An image display unit for displaying an image processed by the image processing unit,
The X-ray imaging apparatus, wherein the image processing unit performs processing so that the position on the screen of the position sensor displayed by the image display unit is the same based on position information of the position sensor.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、
上記位置センサの位置情報に基づいて、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source that emits X-rays to a subject placed on a bed;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An image processing unit for processing image data detected by the X-ray detector;
An X-ray imaging apparatus comprising: an X-ray source, the X-ray detector, and an adjustment mechanism that adjusts a relative position of the bed mechanism based on position information of the position sensor.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、
を備え、
上記X線源には、上記位置センサからの距離に応じて上記被検体における領域毎にX線量を調整する調整部を備えていることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An image processing unit for processing image data detected by the X-ray detector;
With
The X-ray imaging apparatus, wherein the X-ray source includes an adjustment unit that adjusts an X-ray dose for each region in the subject according to a distance from the position sensor.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、
を備え、
上記X線源は、上記位置センサの速度情報に基づいて照射されるX線の照射量、照射時間、照射間隔の少なくとも1つを調整することを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An image processing unit for processing image data detected by the X-ray detector;
With
The X-ray imaging apparatus, wherein the X-ray source adjusts at least one of an irradiation amount, irradiation time, and irradiation interval of X-rays to be irradiated based on speed information of the position sensor.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、
を備え、
上記画像処理部は、収集された画像データと上記位置センサの位置情報とに基づいて補完画像データを生成するとともに、この補完画像データを上記各画像データ間の画像データとして用いることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An image processing unit for processing image data detected by the X-ray detector;
With
The image processing unit generates complementary image data based on the collected image data and position information of the position sensor, and uses the complementary image data as image data between the image data. X-ray imaging device.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部と、
を備え、
上記画像処理部は、時刻の異なる複数の画像データ間の処理において、上記位置センサの位置情報に基づいて新たな画像データを生成することを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An image processing unit for processing image data detected by the X-ray detector;
With
The X-ray imaging apparatus, wherein the image processing unit generates new image data based on position information of the position sensor in processing between a plurality of image data at different times.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記位置センサの位置情報に基づいて、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An X-ray imaging apparatus comprising: an X-ray source, the X-ray detector, and an adjustment mechanism that adjusts a relative position of the bed mechanism based on position information of the position sensor.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された一対の位置センサと、
上記一対の位置センサ同士を結ぶ線分に対して垂直な面の断層像を収集するように、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source that emits X-rays to a subject placed on a bed;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A pair of position sensors inserted into the subject;
An adjustment mechanism for adjusting a relative position of the X-ray source, the X-ray detector, and the bed mechanism so as to collect a tomographic image of a plane perpendicular to a line segment connecting the pair of position sensors. An X-ray imaging apparatus.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
この位置センサを所定距離だけ移動させる位置センサ移動部と、
上記位置センサを移動させる前後の位置同士を結ぶ線分に垂直な面の断層像を収集するように、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source that emits X-rays to a subject placed on a bed;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
A position sensor moving unit for moving the position sensor by a predetermined distance;
An adjustment mechanism that adjusts the relative positions of the X-ray source, the X-ray detector, and the bed mechanism so as to collect a tomographic image of a plane perpendicular to a line segment that connects the positions before and after moving the position sensor; An X-ray imaging apparatus comprising:
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記被検体内に挿入された位置センサと、
上記位置センサの移動方向に基づいて、上記X線源、上記X線検出器、上記寝台機構の相対位置を調整する調整機構とを備えていることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A position sensor inserted into the subject;
An X-ray imaging apparatus comprising: an X-ray source, the X-ray detector, and an adjustment mechanism that adjusts a relative position of the bed mechanism based on a moving direction of the position sensor.
上記X線源からのX線を検出するX線検出器と、
上記X線源に設けられた第1の位置センサと、
上記X線検出器に設けられた第2の位置センサと、
上記X線検出器で検出された画像データを処理する画像処理部とを備え、
上記画像処理部は、上記第1及び第2の位置センサの位置情報に基づいて上記X線源、上記X線検出器、上記被検体の相対位置の変化量に基づいて上記画像データを補正することを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays from the X-ray source;
A first position sensor provided in the X-ray source;
A second position sensor provided in the X-ray detector;
An image processing unit that processes image data detected by the X-ray detector,
The image processing unit corrects the image data based on a change amount of a relative position of the X-ray source, the X-ray detector, and the subject based on position information of the first and second position sensors. An X-ray imaging apparatus characterized by the above.
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