JP2007135692A

JP2007135692A - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP2007135692A
Application number: JP2005330244A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kodama; 清児玉; Tadashi Ishikawa; 直史石川
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】複数の画像の貼り合わせにより生成される診断画像の画像品質を向上させることができるＸ線診断装置を提供すること。
【解決手段】天板１０に対向配置され、天板に対する相対位置を維持したまま、所定の軸線Ｌを中心に回転することで、天板に載置された被検体Ｓにおける、互いに異なる第１の領域と第２の領域にＸ線を照射するＸ線管２０と、天板を挟んでＸ線管の反対側に配置され、Ｘ線管の回転に応じて天板に対して相対移動することで、第１の領域に照射されたＸ線の強度分布を第１の強度分布として検出し、第２の領域に照射されたＸ線の強度分布を第２の強度分布として検出するＸ線検出器３０と、第１の強度分布に基づいて第１の画像信号を生成し、第２の強度分布に基づいて第２の画像信号を生成する画像生成部５１と、第１の画像信号と第２の画像信号に基づいて第３の画像信号を生成する画像処理部５２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体から取得された複数の画像を貼り合わせて、当該被検体の広い範囲にわたる診断画像を生成するＸ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置は、被検体を透過したＸ線の強度分布に基づいて、被検体についての情報を画像として提供するものであり、疾病の診断、治療や手術計画等をはじめとする多くの医療行為において重要な役割を果たしている。

ところで、被検体の上肢や下肢などの診断では、他の部位に比べて長い範囲にわたる情報が必要になる。そのため、現在では、複数の画像を貼り合わせて長尺な画像を生成するＸ線診断装置が使用されている（例えば、非特許文献１を参照。）。

図５は従来に係るＸ線診断装置の概略図である。

図５に示すように、このＸ線診断装置は、被検体Ｓが載置される天板１０と、天板１０の上側に配置され、天板１０上の被検体ＳにＸ線を照射するＸ線管２０と、天板１０の下側に配置され、天板１０上の被検体Ｓを透過したＸ線の強度分布を検出するＸ線検出器３０とを備えている。

Ｘ線管２０とＸ線検出器３０は、天板１０を挟んで対向配置され、これらＸ線管２０とＸ線検出器３０が被検体Ｓの体軸に沿って移動しながら、所定間隔おきに被検体ＳのＸ線撮影を実施する。Ｘ線撮影により取得された複数の画像は、画像処理によって被検体Ｓの体軸に対して貼り合わされ、長尺な診断画像が生成される。
ＭＥＤＩＣＡＭＵＮＤ４８／３２００４年１１月ｐ．１２−１８

ところで、複数の画像を貼り合わせて診断画像を生成する場合、各々の画像の端部に、被検体の同じ領域が表示されている領域、すなわち重複領域が作られる。この重複領域は、紙と紙を糊で貼り合せるときの糊代に相当する領域であり、画像と画像を貼り合わせる上で必要な領域である。

しかしながら、従来の方式のように、Ｘ線管が被検体の体軸に沿って移動すると、この重複部分に、被検体の体圧方向へのズレ（後述する）が生じ、貼り合わされた診断画像の画像品質が低下するという問題がある。

以下、図６を参照しながら、重複領域に生じる被検体の体圧方向へのズレについて説明する。

図６は従来に係る診断画像の生成工程の工程図であり、（ａ）はＸ線管とＸ線検出器が図５における実線で示す位置にあるときに撮影された第１の画像信号を示し、（ｂ）はＸ線管とＸ線検出器が図５における点線で示す位置にあるときに撮影された第２の画像信号を示し、（ｃ）は第１の画像信号と第２の画像信号を貼り合わせて生成された第３の画像を示している。また、点線Ｗは各々の画像信号における重複領域を示し、点Ａと点Ｂは図５における部分Ａと部分Ｂの像を示している。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、重複領域Ｗに存在する部位Ａと部位Ｂは、第１、第２の画像において、互いに異なる位置に表示されている。これは、Ｘ線管が被検体の体軸に沿って移動しながらＸ線を照射することで、被検体の同一部位を透過したＸ線がＸ線検出器における互いに異なる位置で検出されるからである。

従って、図６（ｃ）に示すように、第１、第２の画像を貼り合せて生成された第３の画像では、重複領域Ｗに存在する部位Ａと部位Ｂが互いに異なる２つの像となって出現して、結果として、診断画像の画像品質が低下するという問題がある。

本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数の画像の貼り合わせにより生成される診断画像の画像品質を向上させることができるＸ線診断装置を提供することにある。

前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。

（１）Ｘ線診断装置において、被検体が載置される天板と、前記天板に対向配置され、前記天板に対する相対的な位置を維持したまま、所定の軸線を中心に回転することで、前記天板に載置された被検体における、互いに異なる第１の領域と第２の領域にＸ線を照射するＸ線管と、前記天板を挟んで前記Ｘ線管の反対側に配置され、前記Ｘ線管の回転に応じて前記天板に対して相対的に移動することで、前記第１の領域に照射されたＸ線の強度分布を第１の強度分布として検出し、前記第２の領域に照射されたＸ線の強度分布を第２の強度分布として検出するＸ線検出器と、前記第１の強度分布に基づいて第１の画像信号を生成し、前記第２の強度分布に基づいて第２の画像信号を生成する画像生成部と、前記第１の画像信号と第２の画像信号に基づいて第３の画像信号を生成する画像処理部とを備えている。

（２）（１）に記載されたＸ線診断装置において、前記第１の領域と第２の領域は、互いに重複する重複領域を備え、前記画像処理部は、当該重複領域を重ね合せるように、前記第１の画像信号と第２の画像信号を合成して、前記第３の画像信号を生成する。

（３）（１）に記載されたＸ線診断装置において、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器を連結して、前記Ｘ線検出器を前記Ｘ線管の回転に連動させる連結部材をさらに具備している。

（４）（３）に記載されたＸ線診断装置において、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器は、前記連結部材によって、前記Ｘ線管から照射されるＸ線の主線が前記Ｘ線検出器に対して略直角となるように連結されている。

（５）（３）に記載されたＸ線診断装置において、前記連結部材は、前記天板の側方を通って前記天板を迂回するＣアームである。

本発明によれば、複数の画像の貼り合わせにより生成される診断画像の画像品質を向上させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態と第２実施形態について説明する。
（第１実施形態）
先ず、図１〜図３を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態におけるＸ線診断装置の概略図である。
図１に示すように、このＸ線診断装置は、被検体Ｓが横臥する天板１０と、天板１０に横臥した被検体ＳにＸ線を照射するＸ線管２０と、被検体Ｓを透過したＸ線の強度分布を検出するＸ線検出器３０と、Ｘ線管２０及びＸ線検出器３０の動作を制御する動作制御装置４０と、Ｘ線検出器３０により検出されたＸ線の強度分布に基づいて、被検体Ｓに関する画像信号を生成する画像制御装置５０と、画像制御装置５０により生成された画像信号を診断画像として表示する表示モニタ６０とを備えている。

天板１０は、床面に固定された支持機構（図示しない）によって、床面と平行に支持されている。Ｘ線管２０は、天板１０の上側において、天板１０と平行で、且つ天板１０に横臥する被検体Ｓの体軸と直交する軸線Ｌを中心に回転可能に支持されている。また、Ｘ線検出器３０は、天板１０の下面において、天板１０に横臥する被検体Ｓの体軸に沿って移動可能に支持されている。

動作制御装置４０は、Ｘ線管２０を回転させて、被検体Ｓに対するＸ線の照射領域を当該被検体Ｓの体軸に沿って移動させる。また、動作制御装置４０は、Ｘ線管２０の回転に応じて、Ｘ線検出器３０を被検体Ｓの体軸に沿って移動させる。これにより、Ｘ線検出器３０は、常にＸ線管２０から照射されるＸ線を検出可能な位置に位置決めされるから、Ｘ線管２０の角度によらない確実なＸ線撮影が可能となる。

図２は同実施形態に係る画像制御装置５０のブロック図である。
図２に示すように、この画像制御装置５０は、画像生成部５１、画像処理部５２、及び画像メモリ５３を備えている。画像生成部５１は、Ｘ線検出器３０により検出されたＸ線の強度分布に基づいて、被検体Ｓに対するＸ線の照射領域ごとに画像信号を生成する。画像処理部３４は、画像生成部５１により生成された複数の画像信号に基づいて、被検体Ｓに関する長尺な診断画像を生成する。画像メモリ５３は、画像生成部５１により取得された画像信号を保存するとともに、必要に応じて、保存した画像信号を画像処理部５２に送る。

次に、図３を参照しながら、長尺な診断画像の生成工程について説明する。
図３は同実施形態に係る診断画像の生成工程の工程図であり、（ａ）は第１の画像信号を示し、（ｂ）は第２の画像信号を示し、（ｃ）は第１の画像と第２の画像を貼り合わせて生成された第３の画像信号を示している。また、点線Ｗは各々の画像信号における重複領域を示し、点Ａと点Ｂは図１における部分Ａと部分Ｂの像を示している。

Ｘ線撮影が開始されると、動作制御部３１は、Ｘ線管２０の角度とＸ線検出器３０の位置を制御して、被検体Ｓに対するＸ線の照射領域、すなわち撮影領域を被検体Ｓの第１の領域に設定する。なお、第１の領域とは、被検体Ｓにおける鎖線に囲まれた領域である（図１を参照。）。

撮影領域が被検体Ｓの第１の領域に定まったら、Ｘ線管２０から当該第１の領域に向けてＸ線が照射される。Ｘ線検出器３０は、被検体Ｓの第１の領域を透過したＸ線の強度分布を第１の強度分布として検出する。画像生成部５１は、Ｘ線検出器３０によって検出された第１の強度分布に基づいて、被検体Ｓの第１の領域に関する第１の画像信号を生成する。画像生成部５１によって生成された第１の画像信号は、一時的に画像メモリ５３に保存される。

第１の画像信号が取得されたら、動作制御部３１は、再びＸ線管２０の角度とＸ線検出器３０の位置を制御して、被検体Ｓに対するＸ線の照射領域、すなわち撮影領域を被検体Ｓの第２の領域に設定する。なお、第２の領域とは、被検体Ｓにおける点線に囲まれた領域である（図１を参照。）
撮影領域が被検体Ｓの第２の領域に定まったら、Ｘ線管２０から当該第２の領域にＸ線が照射される。Ｘ線検出器３０は、被検体Ｓの第２の領域を透過したＸ線の強度分布を第２の強度分布として検出する。画像生成部５１は、Ｘ線検出器３０によって検出された第２の強度分布に基づいて、被検体Ｓの第２の領域に関する第２の画像信号を生成する。

なお、第１の領域と第２の領域は、図１に示すように、被検体Ｓの体軸の方向に対して僅かに重複している。これにより、画像生成部５１により生成された第１、第２の画像信号には、被検体Ｓの同じ領域が示された重複領域Ｗが存在している。

第２の画像信号が取得されたら、この第２の画像信号と、画像メモリ５３に保存されている第１の画像信号は、ともに画像処理部５２に送られる。画像処理部５２は、図３に示すように、第１、第２の画像信号における重複領域Ｗ、Ｗが互いに重なり合うように、第１の画像信号と第２の画像信号とを貼り合わせて、第３の画像信号を生成する。すなわち、第１の画像信号における重複領域Ｗと第２の画像信号における重複領域Ｗは、いわゆる貼り合せ代として機能する。

画像処理部５２によって生成された第３の画像信号は、表示モニタ６０に送られて、診断画像として表示される。医師等の診断者は、当該診断画像を見ながら、被検体Ｓの診断を実施する。

（本実施形態による作用）
本実施形態におけるＸ線管２０は、天板１０と平行で、且つ天板１０に横臥している被検体Ｓの体軸と直交する軸線Ｌを中心に回転して、被検体Ｓにおける互いに異なる第１の領域と第２の領域にＸ線を照射している。そして、本実施形態におけるＸ線検出器３０は、Ｘ線管２０の回転に応じて、Ｘ線管２０から照射されるＸ線を検出可能な位置に移動している。

そのため、Ｘ線管２０から照射され、被検体Ｓの同一位置を透過したＸ線は、Ｘ線管２０の角度によらず、Ｘ線検出器３０における同一位置で検出される。その結果、第１の画像信号と第２の画像信号が貼り合されても、図３に示すように、被検体Ｓの同一部位（例えば、点Ａや点Ｂ）が異なる像として画像信号に出現することがないから、表示モニタ６０には、被検体Ｓの状態を正確に反映した診断画像が表示される。

なお、本実施形態における被検体Ｓは、患者の全身となっているが、これに限定されるものではなく、Ｘ線診断が必要なものであれば、患者の上肢あるいは下肢などであってもよいし、さらには工業配管などのような人体以外のものであってもよい。

また、本実施形態における天板１０は、床面に平行に支持されている。そして、天板１０の上側にＸ線管２０が配置され、天板１０の下側にＸ線検出器３０が配置されている。しかしながら、本発明は、これに限定される必要はなく、Ｘ線管２０とＸ線検出器３０が被検体Ｈを挟んで対向配置されていれば、例えば天板１０が床面に対して傾斜していても良いし、Ｘ線管２０が天板１０の下側に配置され、Ｘ線検出器３０が天板１０の上側に配置されてもよい。

さらに、本実施形態における軸線Ｌは、天板１０と平行で、且つ天板１０に横臥している被検体Ｓの体軸と直角となっているが、これに限定されるものではなく、Ｘ線管２０が天板１０に横臥している被検体Ｓにおける互いに異なる領域にＸ線を照射できるのであれば、天板１０と平行でなくても、天板１０に横臥している被検体Ｓの体軸に直角でなくてもよい。

また、前記実施形態では、診断画像（実際には第３の画像信号）を生成するために、第１の画像信号と第２の画像信号が使用されている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、３つ以上の画像信号が使用されてもよい。当然、多くの画像信号が使用されれば、生成される診断画像（実際には第３の画像信号）は、より長い範囲にわたる情報を提示してくれる。

（第２実施形態）
次に、図４を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。なお、ここでは、第１実施形態と同様の構成、作用については、その説明を省略することにする。

図４は本発明の第２実施形態におけるＸ線診断装置の概略図である。
図４に示すように、本実施形態におけるＸ線管２０とＸ線検出器３０は、Ｃアーム（連結部材）７０によって、Ｘ線管２０から照射されるＸ線の主線ＭがＸ線検出器３０に略直角となるように連結されている。このＣアーム７０は、天板１０の側方を通って、当該天板１０を迂回しており、Ｘ線管２０及びＸ線検出器３０に対して、相対的に回転しないように固定されている。

（本実施形態による作用）
本実施形態におけるＸ線管２０とＸ線検出器３０は、Ｃアーム７０によって、Ｘ線管２０から照射されたＸ線の主線ＭがＸ線検出器３０に対して略直角となるように連結されている。

そのため、Ｘ線管２０が回転すれば、その動きに連動して、Ｘ線検出器３０がＸ線管２０に対応する位置に設定される。従って、Ｘ線管２０の回転に合わせてＸ線検出器３０を移動させる駆動手段が不要となるから、装置構成が簡単化する。

また、Ｘ線管２０の角度が天板１０に対して大きく傾斜した場合でも、Ｘ線管２０から照射されたＸ線の主線ＭがＸ線検出器３０に対して略直角となるから、Ｘ線管２０の角度に影響を受けることなく、品質の良い診断画像が得られる。

本発明は、前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、前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。

本発明の第１実施形態におけるＸ線診断装置の概略図。同実施形態に係る画像制御部のブロック図。同実施形態に係る診断画像の生成工程の工程図。本発明の第２実施形態におけるＸ線診断装置の概略図。従来に係るＸ線診断装置の概略図。従来に係る診断画像の生成工程の工程図。

符号の説明

１０…天板、２０…Ｘ線管、３０…Ｘ線検出器、５１…画像生成部、５２…画像処理部、７０…Ｃアーム（連結部材）、Ｌ…軸線、Ｍ…主線、Ｓ…被検体。

Claims

被検体が載置される天板と、
前記天板に対向配置され、前記天板に対する相対的な位置を維持したまま、所定の軸線を中心に回転することで、前記天板に載置された被検体における、互いに異なる第１の領域と第２の領域にＸ線を照射するＸ線管と、
前記天板を挟んで前記Ｘ線管の反対側に配置され、前記Ｘ線管の回転に応じて前記天板に対して相対的に移動することで、前記第１の領域に照射されたＸ線の強度分布を第１の強度分布として検出し、前記第２の領域に照射されたＸ線の強度分布を第２の強度分布として検出するＸ線検出器と、
前記第１の強度分布に基づいて第１の画像信号を生成し、前記第２の強度分布に基づいて第２の画像信号を生成する画像生成部と、
前記第１の画像信号と第２の画像信号に基づいて第３の画像信号を生成する画像処理部とを備えていることを特徴とするＸ線診断装置。
前記第１の領域と第２の領域は、互いに重複する重複領域を備え、
前記画像処理部は、当該重複領域を重ね合せるように、前記第１の画像信号と第２の画像信号を合成して、前記第３の画像信号を生成することを特徴とする請求項１に記載されたＸ線診断装置。
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器を連結して、前記Ｘ線検出器を前記Ｘ線管の回転に連動させる連結部材をさらに具備していることを特徴とする請求項１に記載されたＸ線診断装置。
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器は、前記連結部材によって、前記Ｘ線管から照射されるＸ線の主線が前記Ｘ線検出器に対して略直角となるように連結されていることを特徴とする請求項３に記載されたＸ線診断装置。
前記連結部材は、前記天板の側方を通って前記天板を迂回するＣアームであることを特徴とする請求項３に記載されたＸ線診断装置。