JP2008284017A - Radiographic imaging system, method and program - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、放射線撮像システム、方法およびプログラムに関する。特に、周期的な動きを伴う被検体の特定の位相に同期して放射線画像の撮像ができる放射線撮像システム、方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation imaging system, method, and program. In particular, the present invention relates to a radiation imaging system, method, and program capable of capturing a radiation image in synchronization with a specific phase of a subject with periodic movement.
医療分野において放射線撮像システムが活用されている。放射線撮像システムでは、たとえば心臓あるいは肺臓等周期的な動きを伴う被検体を、X線等の放射線で撮像して、動きを観察できる。これら放射線撮像システムは、被検体のリアルタイムな動きを観察できるので、観察者の正確な診断に資することができる。 Radiation imaging systems are used in the medical field. In a radiation imaging system, for example, a subject with periodic movements such as the heart or lungs can be imaged with radiation such as X-rays, and the movements can be observed. Since these radiation imaging systems can observe the real-time movement of the subject, it can contribute to an accurate diagnosis of the observer.
たとえば特許文献1は、被検者の呼吸サイクルを検出する検出工程と、呼吸サイクルに応じてX線画像の撮影タイミングを自動制御する制御工程とを有するダイナミックX線画像撮影方法を開示する。また、たとえば特許文献2は、所定の範囲内で変化している対象物を低線量で所定の時間間隔で連続撮影した後、連続撮影画像から対象物の位相を検出して、検出された位相が所定の位相となったとき通常線量で撮影する放射線画像撮影装置を開示する。さらに、たとえば特許文献3は、被験者の心臓の拍動、呼吸による生態的な動き或いは透視画像を画像処理解析して得られる被験者の動きによって、連続的に取得された透視画像の保存におけるフレームレートを変更するX線撮影装置を開示する。
観察者が放射線撮像システムによる連続撮像画像を利用して診断を下そうとするとき、動きを伴う被検体の特定の位相に注目したい場合がある。たとえば心電図におけるQRS波のピーク点に注目して心臓の放射線画像を観察したい場合がある。このような場合、注目する特定の位相となるQRS波のピーク点と放射線画像の撮像タイミングとを一致させなければならない。また、正確な診断に資するためには、注目する特定の位相の近傍でより多くの放射線画像を提供することが好ましい。さらに、注目する特定の位相あるいはその近傍では鮮明な放射線画像を提供することが好ましい。 When an observer tries to make a diagnosis by using a continuous image captured by a radiation imaging system, he or she may want to pay attention to a specific phase of a subject with movement. For example, there is a case where it is desired to observe a radiographic image of the heart while paying attention to the peak point of QRS wave in the electrocardiogram. In such a case, it is necessary to match the peak point of the QRS wave, which is a specific phase of interest, with the radiographic image capturing timing. Moreover, in order to contribute to an accurate diagnosis, it is preferable to provide more radiation images in the vicinity of a specific phase of interest. Furthermore, it is preferable to provide a clear radiographic image at a specific phase of interest or in the vicinity thereof.
上記課題を解決することを目的として、本発明の一形態においては、周期性のある動きを伴う被検体の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部と、被検体の動きの中で、被検体を撮像すべき被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定部と、被検体の動きの位相が撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測部と、被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納部と、撮像条件格納部が格納している条件に基づいて、被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定部と、特定位相タイミング予測部が予測したタイミング、及び撮像タイミング決定部が決定したタイミングで、放射線画像撮像部に被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御部と、を備える放射線撮像システムを提供する。 In order to solve the above-described problems, in one aspect of the present invention, a radiographic image capturing unit that captures a radiographic image of a subject with periodic movement, and the subject is moved in the movement of the subject. An imaging phase identification unit that identifies the phase of the movement of the subject to be imaged, a specific phase timing prediction unit that predicts the timing at which the phase of the movement of the subject is the phase identified by the imaging phase identification unit, and an image of the subject An imaging condition storage unit that stores conditions for determining the timing to be performed, an imaging timing determination unit that determines the timing at which the subject should be imaged based on the conditions stored in the imaging condition storage unit, and a specific phase timing prediction unit An imaging control unit that causes the radiographic imaging unit to capture a radiographic image of the subject at a timing predicted by the imaging timing and a timing determined by the imaging timing determination unit To provide an imaging system.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. A sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、周期的な動きを伴う被検体の注目する特定の位相と放射線画像の撮像タイミングとを一致させることができる。また、注目する特定の位相の近傍でより多くの放射線画像を提供できる。さらに、注目する特定の位相あるいはその近傍で鮮明な放射線画像を提供できる。 As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to match the specific phase of interest of the subject with periodic movement and the radiographic imaging timing. In addition, more radiographic images can be provided in the vicinity of the specific phase of interest. Furthermore, a clear radiographic image can be provided at or near the specific phase of interest.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。ただし、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution of the invention.
図1は、本実施形態の放射線撮像システム100の一例を被検体300と共に示す。放射線撮像システム100は、放射線画像撮像部110と、撮像位相特定部120と、特定位相タイミング予測部130と、撮像条件格納部140と、撮像タイミング決定部150と、撮像制御部160と、被検体の動き検出部170と、画像処理部180と、光画像撮像部190と、画像表示部200とを備える。
FIG. 1 shows an example of a
被検体300は、周期性のある動きを伴う人体等の臓器又は部位であってよく、たとえば心臓、肺臓、血管等を例示できる。ただし、被検体300は人体の臓器等に限られず、生物、無生物その他周期性のある動きを有するものであれば被検体300に含まれる。なお、ここで「周期性のある動き」は、明確な周期を有する動きに加えて、多数回の周期動作のうち、少数回の動作で周期が欠落し又は周期が変動する動きを含む。たとえば、心拍動作又は呼吸動作は「周期性のある動き」として異論は無かろうが、厳密に検討すれば不整脈又はどうき若しくは息切れを生ずる場合もあり「周期の欠落」あるいは「周期の変動」を含む動きになる。しかし、本明細書における「周期性のある動き」にはこのような不整脈等の「周期の欠落」又は「周期の変動」を生ずる動きを含む。
The
放射線画像撮像部110は、被検体300の放射線画像を撮像する。放射線画像撮像部110は、放射線源112と、放射線センサ114と、放射線源制御部116と、撮像信号処理部118とを有する。放射線画像撮像部110は、放射線源制御部116に制御された放射線源112から出射される放射線を被検体300に曝射して、被検体300を透過した放射線を放射線センサ114で検出する。放射線センサ114で検出した検出信号は、撮像信号処理部118で処理されて、たとえばデジタルデータとして画像処理部180等に提供される。
The radiographic image capturing unit 110 captures a radiographic image of the
放射線源112は、X線等の放射線を発生する。放射線源112がX線源の場合、たとえば銅、タングステンまたはモリブデン等への電子線の照射によって発生する特性X線を利用することができる。あるいは電子の運動を制動電圧あるいは磁場によって急激に変化させることにより放射される放射光(X線)を利用することができる。なお、放射線源112はX線源に限られず、たとえばアルファ線、ベータ線、ガンマ線または中性子線その他の放射線を適用できる。
The
放射線センサ114は、被検体300を透過した放射線を検知する。放射線センサ114として、たとえば放射線を吸収して可視光を発する蛍光体と当該可視光を検出するイメージセンサまたはラインセンサとの組み合わせを例示できる。放射線センサ114は、検出した放射線の強度に応じたアナログ信号を画素ごとに出力する。
The
放射線源制御部116は、撮像制御部160からの制御を受けて放射線源112を制御する。放射線源制御部116は、放射線源112がX線源の場合、供給する電子線の加速電圧、電子線密度(管電流)、電子制動電圧あるいは印加磁場の強度等を制御することによってX線量を制御する。なお、放射線源制御部116は、放射線源112の冷却装置あるいはフェイルセーフのインターロック等安全装置を備えてもよい。
The radiation
撮像信号処理部118は、放射線センサ114からの画素ごとのアナログ出力をAD変換して、たとえば14ビットの輝度データに変換する。撮像信号処理部118は、画素ごとの前記輝度データを調整してコントラストがとれるようにガンマ変換してもよい。撮像信号処理部118は、前記輝度データを画像処理部180に提供する。
The imaging
撮像位相特定部120は、被検体300の動きの中で、被検体300を撮像すべき被検体300の動きの位相を特定する。被検体300は周期性のある動きを有するから当該周期における位相を定義できる。たとえば心臓の動きである心拍動作においては心拍位相が、肺臓の動きである呼吸動作においては呼吸位相が定義できる。このような被検体300の動きの位相において、撮像位相特定部120は、観察者が注目する位相つまり被検体300の動きの位相における撮像すべき位相を特定する。
The imaging
特定位相タイミング予測部130は、被検体300の動きの位相が撮像位相特定部120で特定した位相となるタイミングを予測する。なお本明細書の以下の記述において「被検体300の動きの位相が、撮像位相特定部120が特定した位相となるタイミング」を単に「特定位相タイミング」と称する。ただし、「特定位相タイミング」の文言には、現時点では既に到来した「撮像位相特定部120が特定した位相となったタイミング」を含める。すなわち現時点では未だ到来していない将来のタイミングと現時点では既に経過した過去のタイミングとの双方の概念を「特定位相タイミング」に含める。
The specific phase
特定位相タイミング予測部130は、被検体の動き検出部170で検出した被検体300の動きから動きの周期を計算して、当該周期における位相基準を任意に定義して現時点の位相を判断する。周期及び現時点の位相が判明すれば、当該周期における(周期が維持されるとすれば当該周期以降の周期における)任意の位相は現時点からの時間差つまりタイミングとして算出できるから、特定位相タイミング予測部130は、周期及び現時点の位相から特定位相タイミングを予測する。
The specific phase
特定位相タイミング予測部130は、心電図等の心拍信号又は呼吸音等の呼吸信号から被検体300の動きを検出して、特定位相タイミングを予測できる。また、特定位相タイミング予測部130は、放射線画像撮像部110が既に撮像した複数の放射線画像の画像内容、たとえば心臓あるいは肺臓の大きさを示す画像内容に基づいて、特定位相タイミングを予測できる。さらに、特定位相タイミング予測部130は、光画像撮像部190が既に撮像した複数の光画像の画像内容に基づいて、特定位相タイミングを予測できる。
The specific phase
撮像条件格納部140は、被検体300を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する。なお本明細書の以下の記述において「被検体300を撮像すべきタイミング」を単に「撮像タイミング」と称する。「撮像タイミング」の概念には「特定位相タイミング」の概念を含み得る。
The imaging
撮像タイミング決定部150は、撮像条件格納部140が格納している条件に基づいて、被検体300を撮像すべきタイミングすなわち撮像タイミングを決定する。撮像条件格納部140が格納する条件として以下のような条件を例示でき、このような条件に基づき決定される撮像タイミングは以下のようになる。
The imaging
たとえば撮像条件格納部140が格納する条件として、定めようとする撮像タイミングが特定位相タイミングに近いほど、短い時間の撮像間隔で撮像タイミングを定める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部150により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングに近いものほど撮像間隔が短くなる。
For example, the condition stored in the imaging
たとえば撮像条件格納部140が格納する条件として、2つの特定位相タイミング間の撮像タイミングを、連続して撮像可能な時間間隔(以下単に「連続撮像可能間隔」という)で定める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部150により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングの間においても最も短い撮像間隔になる。
For example, the condition stored in the imaging
たとえば撮像条件格納部140が格納する条件として、2つの特定位相タイミング間の撮像タイミングを連続撮像可能間隔で定めた場合に、連続撮像可能間隔より短い余り時間が生じたときには、2つの特定位相タイミングの中間近傍の撮像間隔に当該余り時間を含める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部150により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングの間においても中間近傍の撮像間隔を除き最も短い撮像間隔になると共に、確実に特定位相タイミングにおいて撮像を可能にする。
For example, when the imaging timing between two specific phase timings is determined as a condition stored by the imaging
たとえば撮像条件格納部140が格納する条件として、決定した撮像タイミングと特定位相タイミングとの時間差が連続撮像可能間隔の2倍に満たないとき、次の撮像タイミングを特定位相タイミングとする条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部150により決定される撮像タイミングとして、確実に特定位相タイミングに一致するタイミングを決定できる。
For example, as a condition stored in the imaging
たとえば撮像条件格納部140が格納する条件として、定めようとする撮像タイミングと特定位相タイミングとの時間差が、予め定めた時間差以下の場合に第1撮像間隔で撮像タイミングを定め、予め定めた時間差より大きい場合に第1撮像間隔より長い第2撮像間隔で撮像タイミングを定める条件を例示できる。このような条件に基づけば、撮像タイミング決定部150により決定される撮像タイミングは、特定位相タイミングに近い時間領域(予め定めた時間差以下の時間領域)において短い撮像間隔になり、特定位相タイミングから離れた時間領域(予め定めた時間差より大きい時間領域)において長い撮像間隔になる。
For example, as a condition stored in the imaging
撮像制御部160は、特定位相タイミング予測部130が予測したタイミングすなわち特定位相タイミング、及び、撮像タイミング決定部150が決定した撮像タイミングすなわち撮像タイミングで、放射線画像撮像部110に被検体300の放射線画像を撮像させる。すなわち、撮像制御部160は、観察者が注目する特定位相タイミングでの撮像を確実にすると共に、特定位相タイミング以外の撮像タイミングにおいても、撮像タイミングを撮像タイミング決定部150で適切に決定して、放射線画像を撮像する。
The
また撮像制御部160は、特定位相タイミング以外のタイミングにおいて第1放射線量で放射線画像撮像部110に放射線画像を撮像させ、特定位相タイミングにおいて第1放射線量より高線量の第2放射線量で放射線画像撮像部110に放射線画像を撮像させる。あるいは、撮像制御部160は、放射線画像撮像部110に放射線画像を撮像させようとするタイミングと特定位相タイミングとの時間差が短いほど、より高線量で放射線画像撮像部110に放射線画像を撮像させる。これにより特定位相タイミング又はその近傍のタイミングにおける放射線画像を鮮明にすることができる。
In addition, the
被検体の動き検出部170は、被検体300の動きを検出する。被検体300の動きは各種の測定によって検知できる。たとえば心臓の動きは心電図等の心拍信号から検知でき、肺臓の動きは呼吸音等の呼気信号から検知できる。また、被検体300の動きは放射線画像から得ることもでき、被検体300の動きが外観に現れる場合には可視光画像から得ることもできる。
The subject
被検体の動き検出部170が、放射線画像又は可視光画像等画像のデータから被検体300の動きを得る場合には、一定の時間間隔又は既知の時間間隔で被検体300を撮像した複数の撮像画像を画像解析して、被検体300の動きを数値化できる。たとえば撮像時間が既知の連続した複数の撮像画像において、基準点又は基準点からの相対位置が既知の着目点を定め、各画像における基準点又は着目点の時間に対する変動を数値化する。数値化した基準点又は着目点の時間に対する変動は、被検体300の周期性のある動きとして把握できる。
When the subject
被検体の動き検出部170が検出した被検体300の動きは、信号又はデータとして特定位相タイミング予測部130に提供でき、特定位相タイミング予測部130は被検体の動き検出部170で検出した動きから特定位相タイミングを予測できる。すなわち、特定位相タイミング予測部130は、心電図等の心拍信号、呼吸音等の呼吸信号等から特定位相タイミングを予測できる。
The motion of the subject 300 detected by the subject
なお、被検体の動き検出部170として例示した被検体300の動きの検出方法は、これを組み合わせて被検体の動き検出部170としてもよい。たとえば複数の放射線画像を画像解析して被検体300の動きを検出する方法と、複数の光画像を画像解析して被検体300の動きを検出する方法とを組み合わせてもよい。心臓あるいは肺臓を被検体300とする場合、心臓等の拡大又は縮小に従って基準点がずれる場合ある。このような場合、放射線画像によって被検体300の動きを直接検出すると共に、光画像によって基準点のずれを補正することができる。
Note that the motion detection method of the subject 300 exemplified as the subject
画像処理部180は、撮像信号処理部118から取得した撮像データを処理する。たとえば画像処理部180は、複数の画像データを解析して被検体300の動きを信号化でき、信号化した動きのデータを特定位相タイミング予測部130に提供できる。光画像撮像部190は、被検体300の動きを光画像として撮像する。また光画像撮像部190は、被検体300の動きを撮像した複数の光画像を解析して被検体300の動きを信号化でき、信号化した動きのデータを特定位相タイミング予測部130に提供できる。画像表示部200は、画像処理部180が処理した放射線画像を表示する。
The
図2は、被検体300の一例である心臓の動きを表す心拍信号を2周期について示す。心拍信号は心電図として取得することができ、特徴的な信号ピークがt1〜t6に現れている。t1及びt4にピークを有するP波は心房筋の興奮に起因しており、t2及びt5にピークを有するQRS波は心室筋の興奮に起因する。t3及びt6にピークを有するT波は心室筋興奮の消褪に起因する。 FIG. 2 shows a heartbeat signal representing the movement of the heart, which is an example of the subject 300, for two cycles. The heartbeat signal can be acquired as an electrocardiogram, and characteristic signal peaks appear at t1 to t6. P waves having peaks at t1 and t4 are caused by atrial muscle excitation, and QRS waves having peaks at t2 and t5 are caused by ventricular muscle excitation. T waves with peaks at t3 and t6 are due to extinction of ventricular muscle excitability.
図3は、被検体300の一例である肺臓の動きを表す呼吸信号を複数周期について示す。t10、t12、t14及びt16に縮小時のピークが、t11、t13及びt15に拡張時のピークが現れている。 FIG. 3 shows a respiratory signal representing the movement of the lung, which is an example of the subject 300, for a plurality of cycles. Peaks at the time of reduction appear at t10, t12, t14, and t16, and peaks at the time of expansion appear at t11, t13, and t15.
これら周期性を有する被検体300の動きを表す各信号において周期を判断することは容易にできる。たとえば図2においてはt1〜t4の区間が1周期であり、図3においてはt10〜t12の区間が1周期になる。被検体300の各動作は1周期内に現れるから、観察者は1周期内の位相を指定して、観察したい放射線画像を指定できる。たとえば、心室筋の興奮に注目するなら、図2のt2に相当する位相を指定する。これら指定された位相は撮像位相特定部120によって特定され、たとえば撮像位相特定部120は観察者からの位相の入力を受け付けて、撮像すべき被検体300の動きの位相を特定する。
It is possible to easily determine the period in each signal representing the movement of the subject 300 having periodicity. For example, in FIG. 2, the section from t1 to t4 is one cycle, and in FIG. 3, the section from t10 to t12 is one cycle. Since each operation of the subject 300 appears within one period, the observer can designate a radiation image to be observed by designating a phase within one period. For example, if attention is paid to ventricular muscle excitement, a phase corresponding to t2 in FIG. 2 is designated. These designated phases are specified by the imaging
図4は、本実施形態の放射線撮像システム100における全体フローを示す。まず、撮像位相特定部120によって撮像位相を特定する(S400)。特定される位相はたとえば観察者によって撮像位相特定部120に入力された位相であり、観察者が注目している被検体300の動きの位相になる。
FIG. 4 shows an overall flow in the
次に、被検体の動き検出部170によって被検体の動きを検出する(S402)。その後、特定位相タイミング予測部130によって特定位相タイミングを予測する(S404)。次に、撮像タイミング決定部150によって撮像タイミングを決定し(S406)、撮像タイミング毎の撮像時の放射線量を決定する(S408)。撮像タイミングの決定は、撮影の度に直近の撮像タイミングを決定する逐次決定の方式と、たとえば1周期内のすべての撮影タイミング等複数の撮影タイミングを予め決定しておく複数予定の方式とが選択できる。
Next, the movement of the subject is detected by the
次に、撮像制御部160に、決定した撮像タイミングおよび放射線量で放射線画像を撮像させる(S410)。決定済の撮像タイミングすなわち複数予定の方式で決定された複数の撮像タイミングがある場合にはすべての撮像タイミングでの撮像が終了したかを判断する(S412)。未撮像の予定撮像タイミングが存在する場合にはステップS410に戻って撮像を繰り返して、すべての予定撮像タイミングでの撮像が終了したと判断した場合には、撮像終了信号を受信したかを判断する(S414)。撮像終了信号は、撮像を終了する場合に観察者が入力する信号であってよい。撮像終了信号を受信している場合には撮像を終了する。
Next, the
ステップS414において、撮像終了信号を未だ受信していないと判断した場合には、特定位相タイミングを再予測するかを判断する(S416)。たとえば特定位相タイミングを予測した後に1周期以上経過した場合、被検体300の動きの周期が変動している可能性がある。このような場合、特定位相タイミングを再予測することを選択できる。特定位相タイミングを再予測する場合はステップS402に戻り、特定位相タイミングを再予測しない場合はステップS406に戻って処理を継続する。 If it is determined in step S414 that the imaging end signal has not yet been received, it is determined whether to re-predict the specific phase timing (S416). For example, when one or more cycles elapse after predicting the specific phase timing, the motion cycle of the subject 300 may be fluctuating. In such a case, it can be selected to re-predict the specific phase timing. When the specific phase timing is re-predicted, the process returns to step S402, and when the specific phase timing is not re-predicted, the process returns to step S406 and the process is continued.
図5は、撮像タイミングの決定フローの一例を示す。まず、隣接する2つの特定位相タイミングを抽出する(S502)。次に、撮像タイミングの決定モードを選択する(S504)。撮像タイミングの決定モードとして、ここでは2種類のモードを例示する。これらモードはたとえば撮像条件格納部140に格納された条件に対応する。
FIG. 5 shows an example of an imaging timing determination flow. First, two adjacent specific phase timings are extracted (S502). Next, an imaging timing determination mode is selected (S504). Here, two modes are illustrated as imaging timing determination modes. These modes correspond to conditions stored in the imaging
2つのモードのうちステップS506に進むモードを選択した場合、2つの特定位相タイミングの間を連続撮像可能間隔で分割する(S506)。次に、連続撮像可能間隔に満たない余りの区間があるかを判断し(S508)、余りの区間があると判断した場合は、2つの特定位相タイミングの中間点を含む区間に余りの区間を付加し(S510)、ステップS512に進む。余りの区間が無いと判断した場合はステップS510を経ることなくステップS512に進む。ステップS512では、各区間の境界を撮像タイミングとして決定し(S512)、全体フローに戻る。 When the mode proceeding to step S506 is selected from the two modes, the interval between the two specific phase timings is divided at the continuous imaging possible interval (S506). Next, it is determined whether or not there is a remaining section that does not satisfy the continuous imaging interval (S508). If it is determined that there is a remaining section, the remaining section is included in the section including the midpoint of the two specific phase timings. Add (S510) and go to step S512. If it is determined that there is no remaining section, the process proceeds to step S512 without passing through step S510. In step S512, the boundary of each section is determined as the imaging timing (S512), and the process returns to the overall flow.
2つのモードのうちステップS514に進むモードを選択した場合、2つの特定位相タイミングの間を複数の区間に分割する(S514)。次に、分割した各区間に、特定位相タイミングまでの時間差が短いほど短い撮像間隔を割り当てる(S516)。そして特定位相タイミングから出発して、当該タイミングを含む区間に割り当てられた撮像間隔に従って隣接する撮像タイミングを順次決定する(S518)。その後全体フローに戻る。 When the mode proceeding to step S514 is selected from the two modes, the interval between the two specific phase timings is divided into a plurality of sections (S514). Next, a shorter imaging interval is assigned to each divided section as the time difference to the specific phase timing is shorter (S516). Then, starting from the specific phase timing, adjacent imaging timings are sequentially determined according to the imaging interval assigned to the section including the timing (S518). Then return to the overall flow.
図6は、放射線量の決定フローの一例を示す。まず、放射線量の決定モードを選択する(S520)。2つのモードのうちステップS522に進むモードを選択した場合、決定対象の撮像タイミングは特定位相タイミングかを判断する(S522)。特定位相タイミングであると判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を高線量に設定する(S524)。特定位相タイミングではないと判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を低線量に設定する(S526)。 FIG. 6 shows an example of a radiation dose determination flow. First, a radiation dose determination mode is selected (S520). When the mode to proceed to step S522 is selected from the two modes, it is determined whether the imaging timing to be determined is a specific phase timing (S522). If it is determined that the specific phase timing is reached, the radiation dose at the imaging timing is set to a high dose (S524). If it is determined that it is not the specific phase timing, the radiation dose at the imaging timing is set to a low dose (S526).
2つのモードのうちステップS528に進むモードを選択した場合、決定対象の撮像タイミングと特定位相タイミングとの時間差は所定値より短いかを判断する(S528)。所定値より短いと判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を高線量に設定する(S524)。所定値より短くはないと判断した場合、当該撮像タイミングでの放射線線量を低線量に設定する(S526)。線量の設定の後、全体フローに戻る。 If the mode proceeding to step S528 is selected from the two modes, it is determined whether the time difference between the imaging timing to be determined and the specific phase timing is shorter than a predetermined value (S528). If it is determined that it is shorter than the predetermined value, the radiation dose at the imaging timing is set to a high dose (S524). If it is determined that it is not shorter than the predetermined value, the radiation dose at the imaging timing is set to a low dose (S526). After setting the dose, return to the overall flow.
図7は、撮像タイミングの一例を示す。本例は、図5のステップS504において、2つのモードのうちステップS514に進むモードを選択した場合に決定される撮像タイミングの例を示す。 FIG. 7 shows an example of the imaging timing. This example shows an example of imaging timing determined when the mode that proceeds to step S514 is selected from the two modes in step S504 of FIG.
2つの特定位相タイミングS1、S2の間を区間R1〜R5に分割して、特定位相タイミングS1、S2に近いほど短い撮像間隔を割り当てている。すなわち、区間R1、R5では撮像間隔taを割り当て、区間R2、R4では撮像間隔tbを割り当て、区間R3では撮像間隔tcを割り当てる。各撮像間隔の関係はtaが最も短く、tcが最も長く、tbはそれらの中間の長さであってよい。撮像間隔taは連続撮像可能間隔tfmと同じか長くなる。 The interval between the two specific phase timings S1 and S2 is divided into sections R1 to R5, and a shorter imaging interval is assigned as it is closer to the specific phase timings S1 and S2. That is, the imaging interval ta is assigned in the sections R1 and R5, the imaging interval tb is assigned in the sections R2 and R4, and the imaging interval tc is assigned in the section R3. As for the relationship between the imaging intervals, ta is the shortest, tc is the longest, and tb may be an intermediate length between them. The imaging interval ta is the same as or longer than the continuous imaging possible interval tfm.
このような各区間に割り当てた撮像間隔に従って撮像タイミングを決定すると、区間R1、R5における撮像間隔は短く、区間R2、R4における撮像間隔は中間の長さで、区間R3における撮像間隔は長く決定される。結果として、図示するように特定位相タイミングS1、S2の近くでは撮像タイミング間の撮像間隔は短く、特定位相タイミングS1、S2から離れるに従って撮像タイミング間の撮像間隔が長くなる。このように撮像タイミングを決定することにより、特定位相タイミングS1、S2及びその近傍では高いフレームレートで撮像が行われ、観察者が注目する被検体300の動きを詳細に画像表示することができる。 When the imaging timing is determined according to the imaging interval assigned to each section, the imaging intervals in the sections R1 and R5 are short, the imaging intervals in the sections R2 and R4 are intermediate, and the imaging interval in the section R3 is long. The As a result, as shown in the figure, the imaging interval between the imaging timings is short near the specific phase timings S1 and S2, and the imaging interval between the imaging timings becomes longer as the distance from the specific phase timings S1 and S2 increases. By determining the imaging timing in this manner, imaging is performed at a high frame rate in the specific phase timings S1 and S2 and the vicinity thereof, and the motion of the subject 300 focused by the observer can be displayed in detail.
図8は、撮像タイミングの他の例を示す。本例は、図5のステップS504において、2つのモードのうちステップS506に進むモードを選択した場合に決定される撮像タイミングの例を示す。2つの特定位相タイミングS1、S2の間が撮像間隔ta(連続撮像可能間隔tfm)で分割されており、特定位相タイミングS1、S2の中間点を含む撮像間隔tbには、区分して割り切れなかった余りの時間が付加されている。つまり撮像間隔tbは撮像間隔taより長く、特定位相タイミングS1、S2の中間点に位置する。 FIG. 8 shows another example of the imaging timing. This example shows an example of imaging timing determined when the mode that proceeds to step S506 is selected from the two modes in step S504 of FIG. The interval between the two specific phase timings S1 and S2 is divided by the imaging interval ta (interval for continuous imaging tfm), and the imaging interval tb including the intermediate point between the specific phase timings S1 and S2 was not divided and divided. Extra time is added. That is, the imaging interval tb is longer than the imaging interval ta and is located at the midpoint between the specific phase timings S1 and S2.
このようにして撮像タイミングを決定すると、特定位相タイミングS1、S2において確実に撮像が行われるようになる。よって、特定位相タイミングS1、S2及びその近傍では高いフレームレートで撮像が行われ、観察者が注目する被検体300の動きを詳細に画像表示することができる。 When the imaging timing is determined in this manner, imaging is surely performed at the specific phase timings S1 and S2. Therefore, imaging is performed at a high frame rate in the specific phase timings S1 and S2 and the vicinity thereof, and the movement of the subject 300 that is observed by the observer can be displayed in detail.
図9は、撮像タイミングの決定フローの他例を示す。本例では、撮像毎に撮像タイミングを逐次決定する例を示す。まず、従前の撮像間隔で次に決定しようとする撮像タイミングを仮決定する(S530)。次に、仮決定した撮像タイミングと特定位相タイミングとの間隔は所定の時間差以下であるかを判断する(S532)。所定の時間差以下であると判断した場合、撮像間隔として短間隔を割り当て(S534)、所定の時間差以下でないと判断した場合、撮像間隔として長間隔を割り当てる(S536)。 FIG. 9 shows another example of an imaging timing determination flow. In this example, an example in which imaging timing is sequentially determined for each imaging is shown. First, an imaging timing to be determined next at a previous imaging interval is provisionally determined (S530). Next, it is determined whether the interval between the temporarily determined imaging timing and the specific phase timing is equal to or smaller than a predetermined time difference (S532). When it is determined that the difference is equal to or less than the predetermined time difference, a short interval is assigned as the imaging interval (S534), and when it is determined that it is not equal to or less than the predetermined time difference, a long interval is assigned as the imaging interval (S536).
次に、割り当てられた撮像間隔に従って次の撮像タイミングを決定する(S538)。さらに、決定した撮像タイミングと特定位相タイミングとの間隔は連続撮像可能間隔の2倍より短いかを判断する(S540)。連続撮像可能間隔の2倍より短いと判断した場合、決定した撮像タイミングの次の撮像タイミングを特定位相タイミングとし(S542)、連続撮像可能間隔の2倍より短くはないと判断した場合、ステップS542を経ることなく全体フローに戻る。 Next, the next imaging timing is determined according to the allocated imaging interval (S538). Further, it is determined whether the interval between the determined imaging timing and the specific phase timing is shorter than twice the continuous imaging possible interval (S540). If it is determined that the interval is shorter than twice the continuous imaging interval, the next imaging timing after the determined imaging timing is set as the specific phase timing (S542), and if it is determined that the interval is not shorter than twice the continuous imaging interval, step S542 Return to the overall flow without going through.
図10は、撮像タイミングの例を示す。本例は、図9に示す撮像タイミングの決定フローに従って決定される撮像タイミングの例を示す。特定位相タイミングSから所定時間tth以上離れた時間領域では、撮像タイミング間の撮像間隔はtcであり長くなっている。 FIG. 10 shows an example of imaging timing. This example shows an example of the imaging timing determined according to the imaging timing determination flow shown in FIG. In a time region that is separated from the specific phase timing S by a predetermined time tth or more, the imaging interval between the imaging timings is tc, which is long.
一方、特定位相タイミングSからの時間が所定時間tthより小さい時間領域では、撮像タイミング間の撮像間隔はtaであり短くなっている。そして、特定位相タイミングSの直前の撮像タイミングにおいては特定位相タイミングSとの撮像間隔はtbになっている。撮像間隔tbは、撮像間隔はtaの2倍より短く、撮像タイミングを逐次決定する場合の特定位相タイミングSでの撮像を担保している。 On the other hand, in the time region where the time from the specific phase timing S is smaller than the predetermined time tth, the imaging interval between the imaging timings is ta and is short. And in the imaging timing just before the specific phase timing S, the imaging interval with the specific phase timing S is tb. The imaging interval tb is shorter than twice the imaging interval ta, and ensures imaging at a specific phase timing S when imaging timing is sequentially determined.
このようにして撮像タイミングを決定すると、特定位相タイミングSにおいて確実に撮像が行われるようになる。よって、観察者が注目する特定位相タイミングSで撮像が行われ、観察者が注目する被検体300の特定位相タイミングSにおける状態を画像表示することができる。 When the imaging timing is determined in this way, imaging is surely performed at the specific phase timing S. Therefore, imaging is performed at the specific phase timing S noted by the observer, and the state at the specific phase timing S of the subject 300 noted by the observer can be displayed as an image.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。たとえば、上記実施形態で説明した放射線撮像システムは、パーソナルコンピュータまたはネットワーク接続されたサーバ等の電子情報処理装置によって構成することもできる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention. For example, the radiation imaging system described in the above embodiment can be configured by an electronic information processing apparatus such as a personal computer or a network-connected server.
図11は、本願の放射線撮像システムをパーソナルコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。放射線撮像システムは、CPU周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。CPU周辺部は、ホスト・コントローラ1582により相互に接続されるCPU1505、RAM1520、グラフィック・コントローラ1575、及び表示装置1580を有する。入出力部は、入出力コントローラ1584によりホスト・コントローラ1582に接続される通信インターフェイス1530、ハードディスクドライブ1540、及びCD−ROMドライブ1560を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ1584に接続されるROM1510、フレキシブルディスク・ドライブ1550、及び入出力チップ1570を有する。
FIG. 11 shows an example of a hardware configuration when the radiation imaging system of the present application is configured by an electronic information processing apparatus such as a personal computer. The radiation imaging system includes a CPU peripheral part, an input / output part, and a legacy input / output part. The CPU peripheral section includes a
ホスト・コントローラ1582は、RAM1520と、高い転送レートでRAM1520をアクセスするCPU1505、及びグラフィック・コントローラ1575とを接続する。CPU1505は、ROM1510、及びRAM1520に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等がRAM1520内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置1580上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
The
入出力コントローラ1584は、ホスト・コントローラ1582と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ1540、通信インターフェイス1530、CD−ROMドライブ1560を接続する。ハードディスクドライブ1540は、CPU1505が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス1530は、ネットワーク通信装置1598に接続してプログラムまたはデータを送受信する。CD−ROMドライブ1560は、CD−ROM1595からプログラムまたはデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540、及び通信インターフェイス1530に提供する。
The input /
入出力コントローラ1584には、ROM1510と、フレキシブルディスク・ドライブ1550、及び入出力チップ1570の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM1510は、放射線撮像システムが起動時に実行するブート・プログラム、あるいは放射線撮像システムのハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ1550は、フレキシブルディスク1590からプログラムまたはデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540、及び通信インターフェイス1530に提供する。入出力チップ1570は、フレキシブルディスク・ドライブ1550、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
The input /
CPU1505が実行するプログラムは、フレキシブルディスク1590、CD−ROM1595、またはICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ1540にインストールされ、RAM1520に読み出されてCPU1505により実行される。CPU1505により実行されるプログラムは、図1および図2に関連して説明した、撮像制御部160として機能させる。
A program executed by the
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク1590、CD−ROM1595の他に、DVDまたはPD等の光学記録媒体、MD等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはRAM等の記憶装置を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして放射線撮像システムを提供してもよい。
The program shown above may be stored in an external storage medium. As the storage medium, in addition to the
本願発明は、放射線撮像システムで利用可能な撮像タイミングの決定技術に関する。よって本願発明は、放射線撮像システムに関連する産業および当該技術を利用する産業において利用できる。 The present invention relates to an imaging timing determination technique that can be used in a radiation imaging system. Therefore, the present invention can be used in industries related to radiation imaging systems and industries using the technology.
100 放射線撮像システム
110 放射線画像撮像部
112 放射線源
114 放射線センサ
116 放射線源制御部
118 撮像信号処理部
120 撮像位相特定部
130 特定位相タイミング予測部
140 撮像条件格納部
150 撮像タイミング決定部
160 撮像制御部
170 動き検出部
180 画像処理部
190 光画像撮像部
200 画像表示部
300 被検体
1505 CPU
1510 ROM
1520 RAM
1530 通信インターフェイス
1540 ハードディスクドライブ
1550 フレキシブルディスク・ドライブ
1560 CD−ROMドライブ
1570 入出力チップ
1575 グラフィック・コントローラ
1580 表示装置
1582 ホスト・コントローラ
1584 入出力コントローラ
1590 フレキシブルディスク
1595 CD−ROM
1598 ネットワーク通信装置
DESCRIPTION OF
1510 ROM
1520 RAM
1530
1598 Network communication device
Claims (12)
前記被検体の動きの中で、前記被検体を撮像すべき前記被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定部と、
前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測部と、
前記被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納部と、
前記撮像条件格納部が格納している条件に基づいて、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定部と、
前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミング、及び前記撮像タイミング決定部が決定したタイミングで、前記放射線画像撮像部に前記被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御部と、
を備える放射線撮像システム。 A radiographic image capturing unit that captures a radiographic image of a subject with periodic movement;
An imaging phase specifying unit for specifying a phase of movement of the subject to be imaged of the subject in the movement of the subject;
A specific phase timing prediction unit that predicts a timing at which the phase of movement of the subject is the phase specified in the imaging phase specification unit;
An imaging condition storage unit that stores conditions for determining the timing at which the subject should be imaged;
An imaging timing determination unit that determines a timing at which the subject should be imaged based on the conditions stored in the imaging condition storage unit;
An imaging control unit that causes the radiographic image capturing unit to capture a radiographic image of the subject at a timing predicted by the specific phase timing prediction unit and a timing determined by the imaging timing determination unit;
A radiation imaging system comprising:
前記特定位相タイミング予測部は、前記光画像撮像部が既に撮像した複数の光画像の画像内容に基づいて、前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する請求項1に記載の放射線撮像システム。 An optical image capturing unit that captures an optical image of the subject;
The specific phase timing prediction unit predicts a timing at which the phase of movement of the subject becomes a phase specified by the imaging phase specification unit based on image contents of a plurality of optical images already captured by the optical image capturing unit. The radiation imaging system according to claim 1.
前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定段階において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測段階と、
前記被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納段階と、
前記撮像条件格納段階において格納している条件に基づいて、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定段階と、
前記特定位相タイミング予測段階において予測したタイミング、及び前記撮像タイミング決定段階において決定したタイミングで、前記被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御段階と、
を備える方法。 An imaging phase identifying step for identifying a phase of movement of the subject to be imaged of the subject in motion of the subject with periodic motion;
A specific phase timing prediction step for predicting a timing at which the phase of the movement of the subject is the phase specified in the imaging phase specification step;
An imaging condition storage step for storing a condition for determining a timing at which the subject should be imaged;
An imaging timing determination step for determining a timing at which the subject should be imaged based on the conditions stored in the imaging condition storage step;
An imaging control step of capturing a radiographic image of the subject at the timing predicted in the specific phase timing prediction step and the timing determined in the imaging timing determination step;
A method comprising:
周期性のある動きを伴う前記被検体の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部、
前記被検体の動きの中で、前記被検体を撮像すべき前記被検体の動きの位相を特定する撮像位相特定部、
前記被検体の動きの位相が前記撮像位相特定部において特定した位相となるタイミングを予測する特定位相タイミング予測部、
前記被検体を撮像すべきタイミングを定める条件を格納する撮像条件格納部、
前記撮像条件格納部が格納している条件に基づいて、前記被検体を撮像すべきタイミングを決定する撮像タイミング決定部、並びに、
前記特定位相タイミング予測部が予測したタイミング、及び前記撮像タイミング決定部が決定したタイミングで、前記放射線画像撮像部に前記被検体の放射線画像を撮像させる撮像制御部、
として機能させるプログラム。 A program for a radiation imaging system that captures a radiation image of a subject, the radiation imaging system comprising:
A radiographic image capturing unit that captures a radiographic image of the subject with periodic movement;
An imaging phase specifying unit for specifying a phase of movement of the subject to be imaged of the subject in the movement of the subject;
A specific phase timing prediction unit that predicts a timing at which the phase of movement of the subject is the phase specified in the imaging phase specification unit;
An imaging condition storage unit for storing conditions for determining the timing at which the subject should be imaged;
An imaging timing determination unit that determines a timing at which the subject should be imaged based on the conditions stored in the imaging condition storage unit; and
An imaging control unit that causes the radiographic imaging unit to capture a radiographic image of the subject at a timing predicted by the specific phase timing prediction unit and a timing determined by the imaging timing determination unit;
Program to function as.
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