JP2006141905A - X線撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検者1の長尺撮影範囲を連続する複数の撮影範囲AとBに設定する。X線照射装置2を前記長尺撮影範囲の中心の垂線上にX線管2aの焦点が一致する位置に配置し、前記複数の撮影範囲に対応した位置にX線検出装置4を配置する。これらの位置で被検者の複数の撮影範囲A,Bを撮影して画像データを画像データ収集装置9で収集する。そして、前記平面検出器4aの感度補正データを画像データ収集装置9で収集し、この感度補正データを用いて前記収集した画像データを感度補正演算部9dで補正する。この補正画像データを連結演算部10aで連結して長尺画像データを作成し、画像表示装置12に表示する。
【選択図】図1
Description
この長尺撮影において、従来のスクリーン・フィルムシステムでは、長尺フィルムを増感紙(スクリーン)と共に長尺カセッテに収納して撮影を行っていた。
この半導体式ディジタルX線検出器には種々の方式があるが、その一例に、被検体を透過したX線を光に変換するシンチレータと、このシンチレータから出力される光を電荷に変換するフォトダイオード(例えば、アモルファスシリコン型)とから構成され、フォトダイオードの電荷をスイッチング素子(例えば、TFT(Thin Film Transistor))を経由して読み出すことによってX線画像を得るものがあり、一般には平面検出器と呼ばれている。
したがって、X線強度分布が分割した撮影範囲の位置によって異なるものとなり、これによって上記分割した隣り合う撮影範囲同士の重複する部分の画像が歪み、該画像の濃度に差が生じる。
この濃度差のある前記重複部分を用いて分割した撮影範囲の画像を連結すると、該連結部の画像濃度に不均一を生じ、濃度むらのある長尺画像となる。
被検者にX線を照射するX線照射手段と、このX線照射手段と対向配置され前記被検者の透過X線を検出するX線検出手段を有し、前記透過X線を画像データとして収集する撮影手段と、この撮影手段を前記被検者の対軸方向に変位する変位手段と、前記被検者について複数の撮影範囲をその領域の一部が重なるように連続して設定し、その設定された撮影範囲毎に前記撮影手段によって画像データを収集する画像データ収集手段と、この画像データ収集手段によって収集された連続した撮影範囲の画像データから長尺画像データを作成する長尺画像データ作成手段と、この長尺画像データ作成手段によって作成された長尺画像データを表示する表示手段とを備えたX線撮影装置において、前記長尺画像データの前記被検者の体軸方向の略中央部分に前記X線照射手段を配置するように前記変位手段により前記撮影手段を変位させ、その変位させた位置で前記X線検出手段により前記被検者の代替物の透過X線を感度補正データとして前記撮影手段に収集させ、その収集させた感度補正データにより前記長尺画像データを補正する制御手段を備えるものである。
この結果、画像濃度が均一な重複部分を用いて前記複数の撮影範囲の画像を連結することにより、画像むらのない良好な長尺画像を得ることができる。
このように、被検者の撮影部位の厚さに対応して、肺野と腹部と異なるX線条件で撮影しても上記補正方法を用いて画像を連結することにより、被検者の肺野と腹部に亘って良好なS/Nの長尺画像を得ることができる。
この図1のX線撮影システムは、被検者1にX線を照射するX線照射装置2と、このX線照射装置2を天井から吊って保持する天井吊り保持装置3と、前記被検者1を挟んで前記X線照射装置2と対向する位置に配置されるX線検出装置4と、このX線検出装置4を床上に保持する床置式保持装置5と、システム全体を制御する各種パラメータを設定するための操作器と表示器を備えた制御操作卓6と、この制御操作卓6で設定した各種パラメータに基づいて撮影制御する撮影制御装置7と、この撮影制御装置7から出力される撮影条件に対応した高電圧を発生し、これを前記X線照射装置2のX線管 2aに印加するX線高電圧装置8と、前記X線検出装置4で検出したX線検出信号を読み出して画像データを収集する画像収集装置9と、この画像収集装置9で収集した画像データに各種の画像処理を施して所望の画像データを得る画像処理装置10と、この画像処理装置10で処理された画像データを表示画像に変換制御する表示制御装置11と、この表示制御装置11で処理されたX線画像を表示する画像表示装置12とで構成される。
なお、立位撮影台13は、被検者1を立位の姿勢に整位するためのものである。
可動X線絞り装置2bは、該装置に備えられた羽根を左右に移動させて照射野を制限するもので、被検者の撮影範囲に合わせて自動的に照射野を制限するものでも、手動にて照射野を制限するものでも良い。
この保持装置3には、被検体の撮影位置に移動調整するための操作器(図示省略)を備えており、この操作器で手動により前記制御操作卓5で設定された撮影部位に対応する位置に移動させて、この位置にX線照射装置2を保持する。
なお、X線照射装置2の位置決めは、X線照射装置の位置決め制御装置を設けて、該X線照射装置2の位置を制御操作卓5で設定した撮影位置の目標値に一致するように制御する構成でも良い。
平面検出器4aは、平板状のシンチレータとフォトダイオードアレイから成り、フォトダイオードの電荷はスイッチング素子を経由して読み出される。
平面検出器4aによってX線像が撮像されると、平面検出器4aのフォトダイオードアレイの各素子に、X線像のX線量分布に対応した電荷が蓄積される。従って、フォトダイオードアレイの各素子はX線画像の各画素に対応し、フォトダイオードアレイの各素子に蓄積された電荷は画像データ(画素値)に対応する。
なお、散乱線を除去するX線グリッドを備えることによって、散乱線によるカブリの画質低下を防ぐことができる。
この保持装置5には、被検体の撮影位置に移動調整するための操作器(図示省略)を備えており、この操作器で手動により前記制御操作卓5で設定された撮影部位に対応する位置に移動させて、この位置にX線検出装置4を保持する。
なお、X線検出装置4の位置決めは、X線検出装置の位置決め制御装置を設けて、該X線検出装置4の位置を制御操作卓5で設定した撮影位置の目標値に一致するように制御する構成でも良い。
また、X線照射装置2及びX線検出装置4を所定の位置に保持し、X線可動絞り装置2bによるX線照射野の制限、撮影の開始と終了、平面検出器4aのX線検出信号の読み出し制御等を行う。
X線量の制御は、前記X線管2aの陰極であるフィラメントに流れる電流を制御してX線管の陽極と陰極に流れる電流(以下、管電流と呼ぶ)の制御により行う。
このように、X線高電圧装置8は設定された撮影条件に対応した管電圧、管電流、撮影時間を制御するものである。
図1の長尺撮影は、一つの平面検出器4aによるX線検出装置4を、図1に示す撮影範囲A(肺野)と撮影範囲B(腹部)に位置決めして、肺野から腹部に亘っての全脊椎立位撮影を行う例である。
図2に示すように、一つの平面検出器の有効視野を43cm×43cmとし、撮影範囲Aと撮影範囲Bとの重複部分を3cmとすると、平面検出器を40cm上下移動させることにより、43cm×83cmの大きな視野での撮影が可能になる。
以下、図3に示す本長尺撮影を実行する処理フローにしたがって詳細に説明する。
全脊椎立位撮影で必要とされる撮影範囲は、半切2枚(横35.6cm、縦86.4cm)程度であるので、図1,図2に示すように、一つの平面検出器4aを移動させて撮影範囲Aと撮影範囲Bの位置で2回の撮影を行ない、撮影終了後、二つの画像を連結して長尺画像を得るものとする。
X線照射装置2(X線管2aとX線可動絞り装置2b)を、上記撮影範囲Aと撮影範囲Bの一部を重複させ(重複部分3cm)、前記撮影範囲Aと撮影範囲Bを連結して得られる撮影範囲Cに被検者1の関心領域全体(83cm)を照射できる幾何学系に配置する。すなわち、図1,図2の撮影範囲Cの中心の垂線上にX線管の焦点が一致する位置にX線照射装置を配置し、保持する。
X線検出装置4を撮影範囲Aの位置に配置する。すなわち、平面検出器4aは、被検者1の関心領域全体(83cm)の上位半分以上(43cm)を撮影できる撮影範囲Aの位置に配置され、X線照射野はX線可動絞り装置2bにより平面検出器4aの有効視野に制限される。
制御操作卓6で設定した撮影条件に基づいてX線高電圧装置8で生成された管電圧、管電流に対応するX線をX線管2aから曝射して、上位半分以上(43cm)の撮影を行なう。撮影が終了すると、画像収集装置9の読み出し制御部9aからの読み出し制御信号により、平面検出器4aで検出したX線画像データを読み出し、これを読み出しデータメモリ9bに記憶する。
X線検出装置4を撮影範囲Bの位置に配置する。すなわち、平面検出器4aを40cm移動させて、被検者1の関心領域全体(83cm)の下位半分以上(43cm)を撮影できる位置Bに保持する。
X線照射野は、X線可動絞り装置2bにより、撮影範囲Bに位置決めされた平面検出器4aの有効視野に制限される。
この場合、X線管2aと被検者1との幾何学関係は変らない。
制御操作卓6で設定した撮影条件に基づいてX線高電圧装置8で生成された管電圧、管電流に対応するX線をX線管2aから曝射して、下位半分以上(43cm)の撮影を行なう。
撮影が終了すると、画像収集装置9の読み出し制御部9aからの読み出し制御信号により、平面検出器4aで検出したX線画像データを読み出し、これを読み出しデータメモリ9bに記憶する。
ステップ103で撮影した上位半分以上の画像の下端3cmと本ステップ5で撮影した下位半分以上の画像の上端3cmは、部分的に重ね合わせられる部分X線画像で、上位半分以上の画像と下位半分以上の画像とを連結するために残しておく部分になる。
本発明の長尺撮影のように、一つの平面検出器4aを移動させて撮影を行なう場合は、撮影範囲Aと撮影範囲Bの重複部分の中心の垂線上にX線管が配置されるので、撮影範囲Aと撮影範囲Bにおける平面検出器に入射するX線の強度分布が異なるものとなる。
すなわち、撮影範囲A用のX線束AAと撮影範囲B用のX線束BBのX線強度分布が異なる。
したがって、撮影範囲Aと撮影範囲Bにおける平面検出器の感度(X線信号を電気信号に変換するゲイン)も異なるので、撮影範囲Aと撮影範囲Bで同じ感度補正データで長尺撮影時の感度補正を行うと、撮影範囲Aと撮影範囲Bの重複部分の画像濃度が異なるものとなり、濃度むらを生じて均一な濃度の画像が得られなくなる。
そこで、長尺撮影以外の撮影時の感度補正データとは別に、長尺撮影における上位位置(撮影範囲A)の平面検出器の感度補正データと、下位位置(撮影範囲B)の平面検出器の感度補正データとをそれぞれ用意する必要がある。
そこで、上記感度補正データの基となるX線強度分布信号を、被検者1の代わりにX線検出装置の前面に厚さ2cmのアルミ板を置き、撮影範囲Aの位置と撮影範囲Bの位置で撮影して収集する。
上記は、平面検出器の前面に散乱線除去グリッドを配して平面検出器と一体で移動する場合であるが、前記散乱線除去用グリッドが必要ないシステムの場合は、平面検出器のみでX線強度分布信号を収集する。
なお、このステップは、撮影前に予め収集しておいても良い。
ステップ106で収集したX線強度分布信号を用いて平面検出器4aの各画素毎に感度を補正し、平面検出器の暗電流等のオフセット補正されたデータが感度補正データになる。
これらの感度補正データは、画像データ収集装置9の感度補正データメモリ9cに撮影範囲A用と撮影範囲B用をそれぞれ記憶する。
読み出しデータメモリ9bに記憶してある上位半分以上(43cm)の画像データと下位半分以上(43cm)の画像データを読み出し、これらの画像データに感度補正データメモリ9cに記憶してあるそれぞれの感度補正データを用いて補正演算部9dで感度補正を行い、画像連結に用いる連結用画像データを作成し(上位半分以上の連結用用画像データと下位半分以上の連結用用画像データ)、これらの画像データを補正画像データメモリ9eに記憶するとともに画像処理装置10に送る。
画像処理装置10では、前記上位半分以上の連結用画像データと下位半分以上の連結用画像データとを連結演算部10aで連結し、さらに必要な画像処理(階調処理、ダイナミックレンジ圧縮、エッジ強調処理、縮小、拡大処理等)を画像データ演算部10bで行なって、関心部位が診断し易いように処理し、長尺画像データを作成し、このデータを画像データメモリ10cに記憶する。
上記画像連結は、例えば、小ブロック間のパターンマッチングによる方法で処理することができる(“株式会社昭晃堂:C言語による画像処理入門の157頁”に記載)。
ステップ109で作成した長尺画像データを表示制御部11で表示媒体の表示特性に合わせた表示処理を施し、この処理された表示データをD/A変換して画像表示装置12に表示する。
図4は、ステップ108で作成した上位半分以上の連結用用画像データにステップ109で画像処理を施し、ステップ110で表示処理を行なった上位半分以上の画像、図5は、前記図4と同様の処理を行なった下位半分以上の画像、図6は前記図4の上位半分以上の連結用画像データと下位半分以上の連結用画像データとを画像処理装置で連結し、さらに画像処理を施した全脊椎長尺画像である。
また、3cmの重複部分の信号が補正されるので、画像連結部分のアーチファクトを大幅に低減できる。
このように、被検者の撮影部位の厚さに対応して、肺野と腹部と異なるX線条件で撮影しても上記補正方法を用いて画像を連結することができる。
これによって、被検体の肺野と腹部に亘って良好なS/Nの長尺画像を得ることができる。
Claims (2)
- 被検者にX線を照射するX線照射手段と、このX線照射手段と対向配置され前記被検者の透過X線を検出するX線検出手段を有し、
前記透過X線を画像データとして収集する撮影手段と、
この撮影手段を前記被検者の対軸方向に変位する変位手段と、
前記被検者について複数の撮影範囲をその領域の一部が重なるように連続して設定し、 その設定された撮影範囲毎に前記撮影手段によって画像データを収集する画像データ収集手段と、
この画像データ収集手段によって収集された連続した撮影範囲の画像データから長尺画像データを作成する長尺画像データ作成手段と、
この長尺画像データ作成手段によって作成された長尺画像データを表示する表示手段とを備えたX線撮影装置において、
前記長尺画像データの前記被検者の体軸方向の略中央部分に前記X線照射手段を配置するように前記変位手段により前記撮影手段を変位させ、その変位させた位置で前記X線検出手段により前記被検者の代替物の透過X線を感度補正データとして前記撮影手段に収集させ、その収集させた感度補正データにより前記長尺画像データを補正する制御手段を備えたことを特徴とするX線撮影装置。 - 前記制御手段は、前記被検者の撮影範囲におけるそれぞれのX線照射条件に応じて、
前記感度補正データを較正することを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。
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