JP2010233762A - Ｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】関心領域が含まれる撮影断面のトモシンセシス画像が最初にモニタに表示されるようにし、診断時間を短縮する。
【解決手段】被検体Ｍを挟んでＸ線管１とＦＰＤ２を対向配置し、Ｘ線管およびＦＰＤを互いに反対向きに移動させつつ、Ｘ線管から被検体に対してＸ線を順次照射してその都度透過Ｘ線を検出して投影画像を撮影するとともに、断層撮影範囲内におけるＦＰＤの検出面に平行な複数の撮影断面ＭＡ、Ｍａ１〜Ｍａｎ、Ｍｂ１〜Ｍｂｎ毎に投影画像を画像再構成処理し、その処理の順序に従って、生成した各撮影断面のトモシンセシス画像をモニタ１９に表示する。撮影断面のなかから主撮影断面を決定し、画像再構成処理が、主撮影断面から開始され、その後は、主撮影断面に近い撮影断面から順に実行されるように制御を行う再構成処理制御部１６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線管およびＸ線検出器を、被検体を挟んで互いに反対向きに移動させつつ、Ｘ線管から被検体に対してＸ線を順次照射し、その都度、被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出して投影画像を撮影し、それらの投影画像を画像再構成処理することにより、断層撮影範囲内において、Ｘ線検出器の検出面に平行な撮影断面毎にトモシンセシス画像を生成し、それらの画像をモニタ表示するＸ線断層撮影装置に関する。

Ｘ線断層撮影装置の１つとして、被検体のトモシンセシス画像を生成し、モニタに表示するように構成された装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＸ線断層撮影装置は、互いに対向配置されたＸ線管およびＸ線検出器を備えており、Ｘ線管およびＸ線検出器を、天板上に載置された被検体を挟んで、Ｘ線のビームの中心とＸ線検出器の中心が常に一致するように互いに反対方向に同期移動させながら、順次Ｘ線官からＸ線を照射し、その都度、被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出する。さらに、Ｘ線断層撮影装置は、Ｘ線検出器からの出力を信号処理し、Ｘ線照射毎に撮影した投影画像を画像再構成処理することにより、予め決定された断層撮影範囲内において、検出面に平行な予め決定された撮影断面毎にトモシンセシス画像を生成し、それらの画像を順次モニタに表示する。

この場合、Ｘ線撮影に先立って、オペレータ（医師または技師）により、被検体中の断層撮影範囲を指定するデータ（通常は、天板表面からの距離で表される）と、断層撮影範囲内における撮影断面の数、または撮影断面間の間隔を指定するデータがＸ線断層撮影装置に入力される。これらのデータに基づき、Ｘ線断層撮影装置は、断層撮影範囲内における各撮影断面の位置を演算によって求める。

そして、Ｘ線断層撮影装置は、指定された断層撮影範囲の一方の端から他方の端に向かって順番に各撮影断面の投影画像の画像再構成処理を行い、その処理順に、生成したトモシンセシス画像をモニタに表示するようになっていた。

しかしながら、オペレータは、通常、１回のＸ線撮影で関心領域の断層像を確実に取得したいので、断層撮影範囲を指定する際に、当該関心領域が含まれると予想される撮影断面を中心にして、その上下に一定の距離だけ離れた位置が断層撮影範囲の両端となるようにデータを入力する場合が多く、このため、関心領域を含む撮影断面のトモシンセシス画像がモニタに表示されるまでに時間がかかり、その結果、診断時間が長くなるという問題を生じていた。

特開２００３−５２６８０号公報

したがって、本発明の課題は、関心領域が含まれる撮影断面のトモシンセシス画像が最初にモニタに表示されるようにし、診断時間を短縮することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を同一平面内において互いに反対向きに移動させつつ、前記Ｘ線管から前記被検体に対してＸ線を順次照射し、その都度、前記被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出して投影画像を撮影するとともに、前記投影画像を画像再構成処理することにより、予め決定された断層撮影範囲内において、前記Ｘ線検出器の検出面に平行な予め決定された撮影断面毎にトモシンセシス画像を生成し、前記トモシンセシス画像を順次モニタ表示するＸ線断層撮影装置において、前記断層撮影範囲内における前記撮影断面のそれぞれの位置を特定する撮影断面位置特定部と、前記撮影断面毎の投影画像の信号を読み取る画像信号読取部と、前記画像信号読取部によって読み取られた投影画像の信号に基づき、前記撮影断面毎に画像再構成処理を行ってトモシンセシス画像を生成する再構成処理部と、前記トモシンセシス画像の画像データが順次格納されるメモリと、前記メモリに格納された画像データを読み出し、前記トモシンセシス画像を再構成処理の順に表示するモニタと、前記撮影断面のなかから主撮影断面を決定し、前記再構成処理部に制御信号を送って、前記画像再構成処理が、前記主撮影断面から開始され、その後は、前記主撮影断面に近い前記撮影断面から順に実行されるように前記再構成処理部を動作させる再構成処理制御部と、を備えたことを特徴とするＸ線断層撮影装置が構成される。

本発明の好ましい実施例によれば、前記撮影断面位置特定部は、前記断層撮影範囲を指定するデータの入力を受ける第１のデータ入力部と、前記断層撮影範囲内における前記撮影断面の数、または前記撮影断面間の間隔を指定するデータの入力を受ける第２のデータ入力部と、を有し、前記撮影断面位置特定部は、前記第１のデータ入力部および前記第２のデータ入力部に入力されたデータに基づき、前記撮影断面のそれぞれの前記断層撮影範囲内における位置を特定する。

本発明の別の好ましい実施例によれば、前記断層撮影範囲内における関心領域の位置を特定する関心領域特定部をさらに備え、前記再構成処理制御部は、前記関心領域特定部によって特定された前記関心領域の位置のデータと、前記撮影断面位置特定部によって決定されたそれぞれの前記撮影断面の位置のデータとを比較することによって、前記関心領域を含む前記撮影断面を前記主撮影断面に決定する。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記再構成処理制御部は、前記撮影断面位置特定部によって特定されたそれぞれの前記撮影断面の前記位置のデータに基づいて、前記断層撮影範囲の中央に位置する、または該中央に最も近い前記撮影断面を選び出し、その撮影断面を前記主撮影断面に決定する。

本発明によれば、断層撮影範囲内の撮影断面のうち、関心領域を含む主撮影断面の投影画像の再構成処理を最初に実行し、その後、主撮影断面に近い撮影断面から順に投影画像の再構成処理を実行するようにして、関心領域を含む撮影断面およびその近傍の撮影断面のトモシンセシス画像が優先的にモニタに表示されるようにしたので、診断時間が大幅に短縮される。

本発明の１実施例によるＸ線断層撮影装置の構成を示すブロック図である。 図１のＸ線断層撮影装置による画像再構成処理の原理を説明する図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例によるＸ線断層撮影装置の構成を示すブロック図である。図１を参照して、本発明によれば、被検体Ｍが載置される天板３と、天板３の上の被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管１と、被検体Ｍからの透過Ｘ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２が備えられる。Ｘ線管１は、Ｘ線管制御部６によって制御され、管電圧および管電流を供給される。そして、Ｘ線管１およびＦＰＤ２は、同期移動機構４によって、Ｘ線管１の光軸とＦＰＤ２の中心が常に一致するようにして被検体Ｍを挟んで同一平面内において互いに反対方向に同期移動せしめられ得る。そして、この同期移動の間に、Ｘ線管１から被検体Ｍに対してＸ線が順次照射され、その都度被検体Ｍからの透過Ｘ線がＦＰＤ２によって検出され、投影画像が撮影される。

同期移動機構４は、同期移動制御部５からの制御信号に従って、直線軌道Ｌ１に沿ってＸ線管１を直線運動させると同時に、直線軌道Ｌ２に沿ってＦＰＤ２をＸ線管１と反対向きに直線運動させる。この場合、同期移動機構４は、Ｘ線管１の首振り角度を調整してＸ線照射角度を変化させつつＸ線管１を位置Ｆ１→位置Ｆ２→位置Ｆ３と移動させるとともに、ＦＰＤ２を位置ｆ１→位置ｆ２→位置ｆ３と移動させる。また、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の一方または両方が、Ｘ線照射方向に手動または電動によって移動し、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の間隔が調節可能になっている。
天板３は、天板移動機構７によって、上下方向および水平面内縦横方向に移動せしめられ得る。天板移動機構７は、天板制御部８からの制御信号に従って動作する。
Ｘ線管制御部６、同期移動制御部５および天板制御部８は、主制御部１０に接続されており、主制御部１０は、操作部２０から入力される種々の命令およびデータに基づき、各制御部５、６、８に制御信号を送る。

本発明によれば、また、断層撮影範囲内における撮影断面のそれぞれの位置を特定する撮影断面位置特定部１７が備えられる。撮影断面位置特定部１７は、断層撮影範囲を指定するデータの入力を受ける第１のデータ入力部１３と、断層撮影範囲内における撮影断面Ｍａ１〜Ｍａｎ、ＭＡ、Ｍｂ１〜Ｍｂｎの数、または撮影断面Ｍａ１〜Ｍａｎ、ＭＡ、Ｍｂ１〜Ｍｂｎ間の間隔を指定するデータの入力を受ける第２のデータ入力部１４を有している。この場合、断層撮影範囲を指定するデータは天板３の表面からの距離で表され、また、撮影断面はいずれもＦＰＤ２の検出面に平行にとられる。撮影断面位置特定部１７は、第１のデータ入力部１３および第２のデータ入力部１４に入力されたデータに基づき、撮影断面Ｍａ１〜Ｍａｎ、ＭＡ、Ｍｂ１〜Ｍｂｎのそれぞれの断層撮影範囲内における位置を特定する。なお、撮影断面位置特定部１７が、第１および第２のデータ入力部１３、１４に入力されたデータによらずに、直接、各撮影断面の断層撮影範囲内における位置を特定する構成とすることもでき、この場合には、撮影断面位置特定部１７は、第１および第２のデータ入力部１３、１４を有していない。

また、本発明によれば、断層撮影範囲内における関心領域の位置を特定する関心領域特定部１５が備えられる。この関心領域の位置の特定は、オペレータ（医師または技師）によって、天板３の表面から当該関心領域までの距離が関心領域特定部１５に手動入力されることによってなされる。

ＦＰＤ２の後段には、ＦＰＤ２からの検出信号（投影画像の信号）をデジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器９と、Ａ／Ｄ変換器９の出力から、撮影断面毎の投影画像の信号を読み取る画像信号読取部１１が備えられる。画像信号読取部１１は、主制御部１０によって制御される。

さらに、画像信号読取部１１の後段には、画像信号読取部１１によって読み取られた投影画像の信号に基づき、撮影断面毎に画像再構成処理を行って被検体Ｍのトモシンセシス画像を生成する再構成処理部１２が接続される。再構成処理部１２は主制御部１０によって制御される。

図２は、再構成処理部１２による画像再構成処理の原理を説明する図である。図２を参照して、例えば、撮影断面ＭＡについて考えると、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の対は、撮影断面ＭＡ上の点Ｇ、Ｈが、常に、ＦＰＤ２の検出面２Ａの同一の点ｇ、ｈに投影されるように、移動せしめられる。それによって、撮影断面ＭＡ上にない点Ｉは、Ｘ線照射角度が変化すると、検出面２Ａ上への投影位置が変化する。すなわち、点Ｉは、Ｘ線管１が位置Ｋ１にあるとき、位置ｋ１にある検出面２Ａ上の点ｉ１に投影されるが、Ｘ線管１が位置Ｋ２に移動したとき、位置ｋ２にある検出面２Ａ上の点ｉ２に投影される。

そして、ＦＰＤ２の各位置で取得された投影画像が画像積分処理され、撮影断面ＭＡのトモシンセシス画像が生成される。このとき、点Ｇ、Ｈの信号は集積されるので、トモシンセシス画像において点Ｇ、Ｈは鮮明となる一方、点Ｉの信号は分散されるので、トモシンセシス画像において点Ｉはぼける。この場合、点Ｉの撮影断面ＭＡからの距離が大きくなるほど、ぼける度合も大きくなる。こうして、撮影断面ＭＡだけが鮮明に撮影されたトモシンセシス画像が生成される。撮影断面ＭＡ以外の各撮影断面Ｍａ１〜Ｍａｎ、Ｍｂ１〜Ｍｂｎのトモシンセシス画像も、原理的には撮影断面ＭＡの場合と同様にして生成される。

再構成処理部１２によって生成されたトモシンセシス画像の画像データは、メモリ１８に順次格納され、メモリ１８に格納された画像データは、モニタ１９によって読み出され、トモシンセシス画像が再構成処理の順にモニタ１９に表示される。

本発明によれば、さらに、撮影断面のなかから主撮影断面を決定し、再構成処理部１２に制御信号を送って、画像再構成処理が、主撮影断面から開始され、その後は、主撮影断面に近い撮影断面から順に実行されるように再構成処理部を動作させる再構成処理制御部１６が備えられる。再構成処理制御部１６は、この実施例では、関心領域特定部１５によって特定された関心領域の位置のデータと、撮影断面位置特定部１７によって決定されたそれぞれの撮影断面の位置のデータとを比較することによって、関心領域を含む撮影断面を主撮影断面に決定する。

こうして、本発明によるＸ線断層撮影装置によれば、断層撮影範囲内の撮影断面のうち、関心領域を含む主撮影断面の投影画像の再構成処理が最初に実行され、その後は、主撮影断面に近い撮影断面から順に投影画像の再構成処理が実行され、各撮影断面のトモシンセシス画像が、これらの再構成処理の順番に従ってモニタ１９に表示される。それによって、関心領域を含む撮影断面およびその近傍の撮影断面のトモシンセシス画像が優先的にモニタに表示され、診断時間が大幅に短縮される。

再構成処理制御部１６による主撮影断面の決定法は上記実施例に限定されない。
別の好ましい実施例によれば、再構成処理制御部１６は、撮影断面位置特定部１７によって特定されたそれぞれの撮影断面の位置のデータに基づいて、断層撮影範囲の中央に位置する、または該中央に最も近い撮影断面を選び出し、その撮影断面を主撮影断面に決定する。この実施例の場合には、関心領域特定部１５は不要である。
この実施例では、例えば、断層撮影範囲が１０〜２０ｃｍで、撮影断面の数が６枚に設定された場合、１０〜２０ｃｍの中心（１５ｃｍ）に近い位置にある１４ｃｍの撮影断面が主撮影断面に決定され、主撮影断面の投影画像の画像再構成処理が最初に行われ、その後、１６ｃｍの撮影断面、１２ｃｍの撮影断面、１８ｃｍの撮影断面、１０ｃｍの撮影断面、２０ｃｍの撮影断面の順に画像再構成処理が行われる。

この実施例は、オペレータは、通常、断層撮影範囲を指定する際、関心領域が含まれると予想される撮影断面を中心にして、その上下に一定の距離だけ離れた位置が断層撮影範囲の両端となるようにデータを入力する場合が多いという事実を前提としたものである。

１ Ｘ線管
２ ＦＰＤ
３ 天板
４ 同期移動機構
５ 同期移動制御部
６ Ｘ線管制御部
７ 天板移動機構
８ 天板制御部
９ Ａ／Ｄ変換器
１０ 主制御部
１１ 画像信号読取部
１２ 再構成処理部
１３ 第１のデータ入力部
１４ 第２のデータ入力部
１５ 関心領域特定部
１６ 再構成処理制御部
１７ 撮影断面位置特定部
１８ メモリ
１９ モニタ
２０ 操作部
Ｌ１、Ｌ２ 直線軌道
Ｍ 被検体
ＭＡ 撮影断面
Ｍａ１〜Ｍａｎ 撮影断面
Ｍｂ１〜Ｍｂｎ 撮影断面

Claims (4)

1. 被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を同一平面内において互いに反対向きに移動させつつ、前記Ｘ線管から前記被検体に対してＸ線を順次照射し、その都度、前記被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出して投影画像を撮影するとともに、前記投影画像を画像再構成処理することにより、予め決定された断層撮影範囲内において、前記Ｘ線検出器の検出面に平行な予め決定された撮影断面毎にトモシンセシス画像を生成し、前記トモシンセシス画像を順次モニタ表示するＸ線断層撮影装置において、
   前記断層撮影範囲内における前記撮影断面のそれぞれの位置を特定する撮影断面位置特定部と、
   前記撮影断面毎の投影画像の信号を読み取る画像信号読取部と、
   前記画像信号読取部によって読み取られた投影画像の信号に基づき、前記撮影断面毎に画像再構成処理を行ってトモシンセシス画像を生成する再構成処理部と、
   前記トモシンセシス画像の画像データが順次格納されるメモリと、
   前記メモリに格納された画像データを読み出し、前記トモシンセシス画像を再構成処理の順に表示するモニタと、
   前記撮影断面のなかから主撮影断面を決定し、前記再構成処理部に制御信号を送って、前記画像再構成処理が、前記主撮影断面から開始され、その後は、前記主撮影断面に近い前記撮影断面から順に実行されるように前記再構成処理部を動作させる再構成処理制御部と、を備えたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。
2. 前記撮影断面位置特定部は、前記断層撮影範囲を指定するデータの入力を受ける第１のデータ入力部と、前記断層撮影範囲内における前記撮影断面の数、または前記撮影断面間の間隔を指定するデータの入力を受ける第２のデータ入力部と、を有し、前記撮影断面位置特定部は、前記第１のデータ入力部および前記第２のデータ入力部に入力されたデータに基づき、前記撮影断面のそれぞれの前記断層撮影範囲内における位置を特定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層撮影装置。
3. 前記断層撮影範囲内における関心領域の位置を特定する関心領域特定部をさらに備え、前記再構成処理制御部は、前記関心領域特定部によって特定された前記関心領域の位置のデータと、前記撮影断面位置特定部によって決定されたそれぞれの前記撮影断面の位置のデータとを比較することによって、前記関心領域を含む前記撮影断面を前記主撮影断面に決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線断層撮影装置。
4. 前記再構成処理制御部は、前記撮影断面位置特定部によって特定されたそれぞれの前記撮影断面の位置のデータに基づいて、前記断層撮影範囲の中央に位置する、または該中央に最も近い前記撮影断面を選び出し、その撮影断面を前記主撮影断面に決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線断層撮影装置。

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