JP2011050691A - X-ray diagnostic apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、回転可能なCアームを、移動可能な寝台とともに有するX線診断装置に関する。 The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus having a rotatable C-arm together with a movable bed.
最終画像ホールド機能(Last Image Hold機能)は、X線照射停止直前に取得した透視像や撮影像(これらを最終画像と総称する)をX線照射停止後にモニタにフリーズする多くの各種X線診断装置に装備されている非常に利便性の高い機能である。 The last image hold function (Last Image Hold function) is a variety of X-ray diagnostics that freezes the fluoroscopic image and the captured image (collectively referred to as the final image) acquired immediately before the X-ray irradiation stop to the monitor after the X-ray irradiation stop. This is a very convenient function installed in the device.
例えば、術者が被検体近傍で処置や各種操作を行う検査室や撮影技師が画像関連処理を主に行う操作室に設置されたモニタに最終画像を表示させて、関心領域の特定や撮影像のアングル調整などの位置決め操作に利用することができる。 For example, the final image is displayed on a monitor installed in an examination room where an operator performs treatments and various operations in the vicinity of the subject, or an imaging room where a radiographer mainly performs image-related processing, so that the region of interest can be identified and a radiographed image. It can be used for positioning operations such as angle adjustment.
しかし、最終画像を表示するLast Image Hold機能では、その視野が狭く、撮影の位置決め等の作業を支援するにはその効果は限定的である。 However, the Last Image Hold function for displaying the final image has a narrow field of view, and its effect is limited to support operations such as shooting positioning.
本発明の目的は、Last Image Hold機能の有用性を向上することにある。 An object of the present invention is to improve the usefulness of the Last Image Hold function.
本発明のある局面は、X線管と、X線検出器と、前記X線管と前記X線検出器とを搭載するC形アームと、前記C形アームを複数の回転軸に関して回転自在に保持する保持機構と、被検体を載置する移動自在な天板を有する寝台と、前記C形アームの角度と前記天板の位置とに基づいて、X線照射停止の直前に発生された最終画像を含む複数の画像を一枚に貼り合わせて貼り合わせ画像を発生する貼り合わせ処理部とを具備するX線診断装置を提供する。 An aspect of the present invention includes an X-ray tube, an X-ray detector, a C-arm on which the X-ray tube and the X-ray detector are mounted, and the C-arm can be freely rotated with respect to a plurality of rotation axes. Based on the holding mechanism for holding, a bed having a movable top plate on which the subject is placed, the angle of the C-arm and the position of the top plate, the final generated just before the X-ray irradiation stop Provided is an X-ray diagnostic apparatus comprising a bonding processing unit that generates a combined image by combining a plurality of images including images.
本発明によれば、Last Image Hold機能の有用性を向上することができる。 According to the present invention, the usefulness of the Last Image Hold function can be improved.
以下、図面を参照して本発明によるX線診断装置を好ましい実施形態により説明する。
図1は本実施形態に係るX線診断装置の構成を示す図である。図2は本実施形態に係るX線診断装置の架台部の外観を示す図である。C形アーム51の一端には、X線管1が取り付けられる。X線管1のX線照射窓にはX線照射野を限定するためのX線絞り12が取り付けられる。C形アーム51の他端には、X線管1に向き合う向きでX線検出器2が取り付けられる。X線管1の焦点とX線検出器2の中心とを結ぶ線を撮影軸(第5回転軸Z5)と称する。X線管1、X線検出器2はそれぞれ第5回転軸Z5を中心として回転自在にC形アーム51に設けられる。X線検出器2には、イメージインテンシファイア及びTVカメラの組み合わせ、またはX線を直接的に電気信号に変換する平面検出器が採用される。
Hereinafter, an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings according to preferred embodiments.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is a view showing the appearance of the gantry of the X-ray diagnostic apparatus according to this embodiment. The
床旋回アーム54は、その一端において略鉛直な第1回転軸Z1まわりに旋回自在(d)に床面59上に設けられる。床旋回アーム54の他端においては略鉛直な第2回転軸Z2まわりに回転自在(c)にスタンド53が支持される。スタンド53には略水平な第3回転軸(C形アーム水平回転軸)Z3まわりに回転自在(b)にアームホルダ52が支持される。アームホルダ52には、C形アーム水平回転軸Z3と直交する略水平な第4回転軸(スライド回転軸)Z4まわりにスライド回転自在(a)に略C形アーム51が支持される。第2回転軸Z2回りの回転が停止しているとき、第1回転軸Z1、第3回転軸Z3、第4回転軸Z4及び第5回転軸Z5は、アイソセンタと呼ばれる固定点ISで交差する。
The
X線検出器2とX線管1の間には、寝台18の天板17に載置された被検体150が配置される。天板17は略長方形の形状を有する。天板17はその長手方向に沿って移動自在に寝台18に設けられる。また天板17は第1回転軸Z1と平行な鉛直方向に沿って昇降自在に寝台18に設けられる。天板17の高さを変更することにより、撮影拡大率が変更可能である。
Between the
5つのCアーム角度センサ32が、5本の回転軸Z1,Z2,Z3,Z4,Z5それぞれに対応する回転部の角度を検出するために設けられる。天板位置センサ33は、天板17の長手方向に関する位置と、天板17の高さとを検出するために設けられる。5つのCアーム角度センサ32及び天板位置センサ33の出力により撮影位置及び撮影角度を特定することができる。
Five C-
装置本体20は、本実施形態に関わる主要な構成要素として、X線診断装置全体の制御をになうシステム制御部21、表示制御部22、画像記憶部23、貼り合わせ処理部24、濃度変換部25、画像処理部26を有する。表示制御部22は、検査室に設置された検査室モニタ34及び操作室に設置された操作室モニタ35の表示画面を構成し、表示させる。画像記憶部23は、少なくとも今回の画像検査期間、つまりX線照射開始からX線停止までの期間にX線検出器2から出力され、図示しないアナログディジタル変換器によりデジタル画像データに変換された複数の画像のデータを、システム制御部21の制御のもとで、それぞれの画像を発生した時にCアーム角度センサ32により検出されるCアーム51の5つの回転軸Z1〜Z5各々の角度のデータと、天板位置センサ33により検出される天板17の位置及び高さのデータとを関連付けて記憶する。
The apparatus
画像検査としてはここでは動画として被検体内部を例えば1/30秒という一定周期で繰り返し撮影するいわゆる透視検査を例に説明するが、もちろん画像検査には透視検査と時分割で併用される比較的高X線量で1乃至数ショットで高輝度画像をコンソール31の撮影ボタン操作が押されたタイミングで発生する撮影検査も含まれる。
As an image inspection, a so-called fluoroscopic examination in which a subject is repeatedly photographed as a moving image at a constant cycle of 1/30 seconds, for example, will be described as an example. An imaging examination is also included in which a high-intensity image is generated with one or several shots at a high X-ray dose when the imaging button operation on the
コンソール31を介して操作者により従来の「Last Image Holdモード」が選択されているとき、画像記憶部23に記憶されている複数の画像のうち、X線停止直前に発生された画像がLast Image Hold機能のために選択的に用いられる。また、本実施形態に係る新規な「貼り合わせモード」が選択されているとき、画像記憶部23に記憶されている複数の画像のうち、X線停止直前に発生された最終画像と、その最終画像と同じ透視期間中に最終画像以前に発生された複数の画像が、貼り合わせ機能のために用いられる。貼り合わせモードでは、透視期間中に発生された複数の画像が、センサ32、33の出力から特定される各撮影位置及び撮影角度に従って共通の画像空間に貼り合わされて、一枚の広視野の画像(以下、貼り合わせ画像という)が発生される。この貼り合わせ画像の発生が本実施形態において重要な事項である。
When the conventional “Last Image Hold mode” is selected by the operator via the
貼り合わせ処理部24は、Cアーム角度センサ32により検出されるCアーム51の5つの回転軸Z1〜Z5に関する5つの角度と、天板位置センサ33により検出される天板17の位置及び高さとに基づいて、貼り合わせ対象の複数の画像各々の撮影位置及び撮影角度を特定し、特定した撮影位置及び撮影角度に基づいて複数の画像を共通の画像空間に貼り合わせる。換言すると、特定した撮影位置及び撮影角度に基づいて複数の画像が表現されている検出器座標系(x,y)上の座標を、共通の画像空間を定義する座標系(X,Y)の座標に変換する。共通の画像空間は、任意に設定可能であるが、典型的には天板17の長手中心軸BLをX軸に既定し、このX軸に直行し且つ水平にY軸を規定する。
The bonding processing unit 24 includes five angles related to the five rotation axes Z1 to Z5 of the
貼り合わせ処理においては、濃度変換部25は、貼り合わせ対象の複数の画像各々の平均濃度を、最終画像の平均濃度に略統一する。また貼り合わせ処理において、貼り合わせ対象の複数の画像が部分的にオーバーラップすることがあるが、濃度変換部25は、オーバーラップ部分に関してはオーバーラップする2又は3以上の画像を加重加算をする。典型的には、オーバーラップする2又は3以上の画像のうち、撮影時刻が最も新しい画像の重みを1.0とし、他の画像の重みをゼロとする。つまり、オーバーラップ部分の画素値には、撮影時刻が最も新しい画像の画素値が選択される。
In the pasting process, the
画像処理部26は、コンソール31から入力された操作者指示に従って、貼り合わせ処理部24及び濃度変換部25で発生された貼り合わせ画像の一部を切り取り(クリッピング)、また貼り合わせ画像を拡大/縮小して、モニタ34、35へ表示する表示画像を発生する。
In accordance with an operator instruction input from the
図3には本実施形態における貼り合わせモードの貼り合わせ処理手順を示している。貼り合わせ処理は、X線照射開始からX線照射停止までの透視期間中に画像発生と並行して実施されても良いし、X線照射停止を契機として透視期間終了後に実施されても良い。事前準備としてシステム制御部21により、C形アーム51を有するガントリとの間で機種としてここでは可動軸を5軸有する機種が識別され、検査の術式・手技が識別され、可動範囲などを制限する据付設定条件が識別され(S0)、さらに可動5軸各々の基準位置に対してセンサ32、33の出力を整合させる(S1)。
FIG. 3 shows a bonding process procedure in the bonding mode in the present embodiment. The bonding process may be performed in parallel with the generation of an image during a fluoroscopic period from the start of X-ray irradiation to the stop of X-ray irradiation, or may be performed after the fluoroscopic period ends with the stop of X-ray irradiation. As a preliminary preparation, the
操作者によりコンソール3を介して透視トリガボタンが押されることを契機として、システム制御部21の制御により、X線管1からのX線の発生が開始され、X線絞り12を介して被検体への連続的又は断続的なX線の照射が開始される。X線の照射に同期して、X線検出器2において被検体の透過X線の検出が一定周期で繰り返され、画像データが画像記憶部23に記憶される。画像データには、それぞれの画像が発生された時にCアーム角度センサ32により検出されたCアーム51の5つの回転軸Z1〜Z5各々の角度のデータと、天板位置センサ33により検出される天板17の位置及び高さのデータとが関連付けて記憶される。
When the operator presses the fluoroscopic trigger button via the
操作者によりコンソール3を介して透視終了ボタンが押されることを契機として、システム制御部21の制御により、貼り合わせ処理が自動的に開始される。貼り合わせ対象とされる画像は、透視トリガボタンが押されてX線照射が開始されてから、透視終了ボタンが押されてX線照射が停止するまでの継続的な透視期間に発生された複数の画像である。なお、透視期間に発生された全ての画像を貼り合わせ対象としてもよいし、透視期間に発生された画像から一定周期で抽出した一部の複数の画像を貼り合わせ対象としてもよいし、また透視期間に発生された画像から、撮影位置又は撮影角度が所定距離以上変化したタイミングに同期して発生された複数の画像を貼り合わせ対象としてもよい。これらの貼り合わせ対象範囲の選択は透視開始前に事前に操作者によりコンソール3を介して選択される。ここでは撮影位置又は撮影角度が変化したタイミングに同期して発生された複数の画像を貼り合わせ対象とする場合を例に説明する。
When the operator presses the fluoroscopic end button via the
システム制御部21により、透視期間に発生された画像から、Cアーム角度センサ32により検出されるCアーム51の5つの回転軸Z1〜Z5に関する5つの角度と、天板位置センサ33により検出される天板17の位置及び高さとに基づいて、貼り合わせ対象の画像が選択される。選択された複数の画像のデータは、Cアーム51の5つの回転軸Z1〜Z5に関する5つの角度と天板17の位置及び高さとのデータとともに、画像記憶部23から貼り合わせ処理部24に読み出される(S2)。
The
貼り合わせ処理部24による貼り合わせ処理には3つの手法がある。貼り合わせ処理部24は2つの手法の処理プログラムを装備している。いずれかの手法が、事前に操作者によりコンソール3を介して選択される。
There are three methods for the bonding processing by the bonding processing unit 24. The bonding processing unit 24 is equipped with processing programs of two methods. Either method is selected in advance by the operator via the
図4、図5には、平面的貼り合わせ法を示している。貼り合わせ画像の解像度は最終画像の解像度(拡大率)により決定される。各画像に関連付けられているCアーム51の5つの回転軸Z1〜Z5に関する5つの角度と天板17の位置及び高さと基づいて、アイソセンタを通り且つ天板17に平行な水平面として初期的に提供される貼り合わせ面に対して、各画像の画素を垂直に投影するように各画像の画素座標を貼り合わせ面座標に変換する(S3)。撮影軸が傾斜しているときも、図6に示すように、貼り合わせ面に対して、各画像の画素を垂直に投影する。投影は図5、図6に示す平行投影には限定されず、X線焦点に対して集束投影であっても良い。
4 and 5 show a planar bonding method. The resolution of the combined image is determined by the resolution (enlargement ratio) of the final image. Initially provided as a horizontal plane passing through the isocenter and parallel to the top plate 17 based on the five angles about the five rotation axes Z1 to Z5 of the C-
座標変換後、2又は3以上の画像どうしで部分的にオーバーラップするとき、この画像が部分的にオーバーラップ部分に関してはオーバーラップする2又は3以上の画像が加重加算される。実際的には、オーバーラップする2又は3以上の画像のうち、撮影時刻が最も新しい画像の重みを1.0とし、他の画像の重みをゼロとする。つまり、オーバーラップ部分の画素値には、撮影時刻が最も新しい画像の画素値が選択される(S4)。また貼り合わせ対象の複数の画像各々の平均濃度が、最終画像の平均濃度に略統一する。 When two or more images partially overlap each other after the coordinate conversion, two or more images overlapping each other with respect to the overlapping portion are weighted and added. Actually, among two or three or more overlapping images, the weight of the image with the newest shooting time is set to 1.0, and the weight of the other images is set to zero. That is, the pixel value of the image with the latest photographing time is selected as the pixel value of the overlap portion (S4). In addition, the average density of each of the plurality of images to be bonded is substantially unified to the average density of the final image.
このように生成された貼り合わせ画像は、画像処理部26で、初期的にはその全体がモニタ34、35の画像表示領域に収まるように縮小され、モニタ34、35に表示される(S5)。初期表示後、コンソール31から入力された操作者による任意指示に従って、貼り合わせ画像の一部が切り取られ大きく表示され、または貼り合わせ画像全体が拡大処理されて大きく表示されても良い。
The composite image generated in this manner is initially reduced by the
図8乃至図11には、立体的貼り合わせ法を示している。立体的貼り合わせ法では、標準的な体躯に対応する人体モデルが用いられる。この人体モデルのX線管1の側又は検出器2の側の表面に、Cアーム51の5つの回転軸Z1〜Z5に関する5つの角度と天板17の位置及び高さと基づいて、各画像の画素値を投影する。投影法も、図8、図9に示すように平行投影でも良いし、図10、図11に示すように集束投影でも良い。
8 to 11 show a three-dimensional bonding method. In the three-dimensional bonding method, a human body model corresponding to a standard body shape is used. On the surface of the human body model on the
このように透視停止後に、最終画像を含む複数の画像が1枚に張り合わされて表示される。本実施形態では、連続的におこなわれる透視画像を記憶し、保持装置・寝台装置の位置情報を加味したうえで再構成することにより、患者全身(透視した部位)の透視像を得ることを実現する。本実施形態により、診断収集されずに廃棄されてしまっている透視像を有効活用することができ、X線被曝量の低減、および保持装置・寝台装置の位置決めに有効な画像履歴を構築することが可能となる。 As described above, after the fluoroscopy is stopped, a plurality of images including the final image are displayed on one sheet. In this embodiment, it is possible to store a fluoroscopic image that is continuously performed, and to obtain a fluoroscopic image of the whole body of the patient (the fluoroscopic part) by reconstructing it after taking into account the positional information of the holding device / bed device. To do. According to the present embodiment, it is possible to effectively use a fluoroscopic image that has been discarded without being collected for diagnosis, and to construct an image history effective for reducing the X-ray exposure and positioning the holding device / bed device. Is possible.
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 constituent elements 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.
本発明は、Last Image Hold機能を有するX線診断装置の分野に利用可能性がある。 The present invention can be used in the field of X-ray diagnostic apparatuses having a Last Image Hold function.
1…X線管、2…X線検出器、12…X線絞り、20…装置本体、21…システム制御部、22…表示制御部、23…画像記憶部、24…貼り合わせ処理部、25…濃度変換部、26…画像処理部、32…Cアーム角度センサ、33…天板位置センサ、34…検査室モニタ、35…操作室モニタ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
X線検出器と、
前記X線管と前記X線検出器とを搭載するC形アームと、
前記C形アームを複数の回転軸に関して回転自在に保持する保持機構と、
被検体を載置する移動自在な天板を有する寝台と、
前記C形アームの角度と前記天板の位置とに基づいて、X線照射停止の直前に発生された最終画像を含む複数の画像を一枚に貼り合わせて貼り合わせ画像を発生する貼り合わせ処理部とを具備するX線診断装置。 An X-ray tube;
An X-ray detector;
A C-arm on which the X-ray tube and the X-ray detector are mounted;
A holding mechanism for rotatably holding the C-arm with respect to a plurality of rotation axes;
A bed having a movable top plate on which the subject is placed;
Based on the angle of the C-arm and the position of the top plate, a pasting process is performed in which a plurality of images including a final image generated immediately before the X-ray irradiation stop is pasted together to generate a pasted image. X-ray diagnostic apparatus comprising a unit.
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2009
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