JP2011139761A - X-ray diagnostic apparatus, and controlling method for x-ray diagnostic apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、AEC(automatic exposure control)撮影を行うX線診断装置及びX線診断装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus that performs AEC (automatic exposure control) imaging and a method for controlling the X-ray diagnostic apparatus.
X線診断装置による撮影方法の1つにAEC(automatic exposure control)撮影がある(例えば、特許文献1及び2参照)。AEC撮影は、被検体を透過したX線を検出するX線検出器からの出力信号(X線強度信号)の強度が一定値に到達すると、X線の発生を停止させる撮影法である。AEC撮影は、最適な画質を有する画像を収集することを目的にしている。しかし、脚間の隙間部分等のようにX線が被検体を透過せずにX線検出面に直接到達する部分は、被検体を透過する部分よりもX線の強度が大きいので、X線検出器全体からの出力信号の強度が一定値に到達するのが速くなってしまう。このため、X線が被検体を透過せずにX線検出面に直接到達する部分を含む撮影領域を撮影する場合、最適な画質の画像になる前にX線の発生が自動的に停止されてしまう場合がある。意に反してX線の発生が停止された場合、再度AEC撮影しなければならない場合がある。AEC撮影の繰り返しに伴う被検体や術者の負担は、大きい。また、AEC撮影に関する画像の画質の安定が望まれている。 One imaging method using an X-ray diagnostic apparatus is AEC (automatic exposure control) imaging (see, for example, Patent Documents 1 and 2). AEC imaging is an imaging method that stops the generation of X-rays when the intensity of an output signal (X-ray intensity signal) from an X-ray detector that detects X-rays transmitted through a subject reaches a certain value. AEC photography is aimed at collecting images having optimum image quality. However, a portion where X-rays reach the X-ray detection surface directly without passing through the subject, such as a gap between legs, has a higher X-ray intensity than a portion that passes through the subject. The intensity of the output signal from the entire detector will reach a constant value faster. For this reason, when imaging an imaging region including a portion where X-rays do not pass through the subject and reach the X-ray detection surface directly, the generation of X-rays is automatically stopped before an image of optimum image quality is obtained. May end up. If X-ray generation is stopped unexpectedly, AEC imaging may have to be performed again. The burden on the subject and the operator due to repeated AEC imaging is large. In addition, it is desired to stabilize the image quality of images related to AEC photography.
本発明の目的は、AEC撮影の効率やAEC撮影により収集される画像の画質を向上するX線診断装置及びX線診断装置の制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic apparatus control method that improve the efficiency of AEC imaging and the image quality of images collected by AEC imaging.
本発明の第1局面に係るX線診断装置は、X線を発生するX線管と、前記X線管から発生され被検体を透過したX線を検出し、前記検出されたX線の強度に応じた信号を出力するX線検出器と、前記X線管と前記X線検出器とを支持する支持機構と、前記X線管、前記X線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関する第1カメラ画像のデータを生成する第1カメラと、前記第1カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出する抽出部と、前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定の結果に基づいて、前記X線管からのX線を停止するX線制御部と、を具備する。 An X-ray diagnostic apparatus according to a first aspect of the present invention detects an X-ray tube that generates X-rays, X-rays generated from the X-ray tube and transmitted through a subject, and the intensity of the detected X-rays An X-ray detector that outputs a signal according to the above, a support mechanism that supports the X-ray tube and the X-ray detector, and the X-ray tube, the X-ray detector, or the support mechanism, A first camera that generates data of a first camera image related to the front surface of the subject, an extraction unit that extracts a contour of the subject from the first camera image, and a contour corresponding to the contour of the signal An X-ray control for stopping X-rays from the X-ray tube based on a determination result by the determination unit that determines whether or not a time integral value of the internal signal has reached a preset threshold value; A portion.
本発明の第2実施形態に係るX線診断装置の制御方法は、X線を発生するX線管と、前記X線管から発生され被検体を透過したX線を検出し、前記検出されたX線の強度に応じた信号を出力するX線検出器と、前記X線管と前記X線検出器とを支持する支持機構と、前記X線管、前記X線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関するカメラ画像のデータを生成するカメラと、を具備するX線診断装置の制御方法であって、前記カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出し、前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて、前記X線管からのX線を停止する、ことを特徴とする。 An X-ray diagnostic apparatus control method according to a second embodiment of the present invention detects an X-ray tube that generates X-rays, and X-rays that are generated from the X-ray tube and transmitted through a subject. An X-ray detector that outputs a signal corresponding to the intensity of the X-ray; a support mechanism that supports the X-ray tube and the X-ray detector; and the X-ray tube, the X-ray detector, or the support mechanism And a camera for generating data of a camera image relating to the front surface of the subject, wherein the contour of the subject is extracted from the camera image, and the signal It is determined whether or not the time integral value of the in-contour signal corresponding to the inside of the contour has reached a preset threshold value, and X-rays from the X-ray tube are stopped based on the determination result. It is characterized by that.
本発明によれば、AEC撮影の効率やAEC撮影により収集される画像の画質を向上するX線診断装置及びX線診断装置の制御方法を提供することが実現する。 According to the present invention, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic apparatus control method that improve the efficiency of AEC imaging and the image quality of images collected by AEC imaging.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わるX線診断装置を説明する。 Hereinafter, an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るX線診断装置の機能ブロック図である。図1に示すように、X線診断装置1は、撮影機構3とコンピュータ装置5とを有している。
FIG. 1 is a functional block diagram of the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus 1 has an
図2は、撮影機構3の外観図である。図2に示すように、撮影機構3は、X線管11とX線検出器13とを搭載するCアーム15を有する。X線管11は、高電圧発生部17から高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてX線を発生する。高電圧発生部17は、コンピュータ装置5内のX線制御部53による制御に従ってX線管11に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。
FIG. 2 is an external view of the
X線検出器13は、X線管11から発生され被検体Pを透過するX線を検出する。X線検出器13は、検出されたX線の強度に応じたX線強度信号を生成する。生成されたX線強度信号は、コンピュータ装置5内の露光タイマー制御部45に供給される。また、X線強度信号により構成される各種のX線画像のデータは、コンピュータ装置5内の画像記憶部39に供給される。なお、本実施形態においては、X線画像のデータとして、例えば、マスク画像のデータとコントラスト画像のデータとがX線検出器13により生成される。マスク画像は、造影剤注入前に生成されたX線画像である。コントラスト画像は、造影剤注入後に生成されたX線画像であり、造影された血管に関する造影血管領域を含む。X線検出器13は、マトリクス状に配置された複数の半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ(FPD)で構成される。X線管11の焦点とX線検出器13のX線検出面中心とを結ぶ軸は、撮影軸という。
The
寝台19は、被検体(患者)Pが搭載される天板21を長手方向及び垂直方向に移動可能に支持する。天板21は、脚部23により支えられる。寝台19は、寝台駆動部25に接続されている。寝台駆動部25は、コンピュータ装置5内の機構制御部35からの制御信号に応じた駆動信号を寝台19に供給する。寝台駆動部25は、例えば、ステッピングモータ等のモータにより構成される。駆動信号が供給されると寝台19は、天板21を駆動信号に応じて移動する。ここで天板21の長手方向がZ軸方向に、天板21の横手方向がY軸方向に、そして天板21の垂直方向がX軸方向に規定される。このXYZ座標系は、直交座標系を成す。
The
Cアーム15は、Cアームホルダ27に回転可能及び移動可能に支持されている。具体的には、Cアームホルダ27は、被検体Pに対する撮影角度を自由に変更できるように、Y軸を回転中心として矢印A1方向に回転可能にCアーム15を支持する。また、Cアームホルダ27は、Cアーム15のC形状に沿って矢印A2方向に移動可能にCアーム15を支持する。すなわち、Cアーム15とCアームホルダ27とは、X線管11とX線検出器13との支持機構として機能する。
The
Cアームホルダ27は、支持機構駆動部29に接続されている。支持機構駆動部29は、機構制御部35からの制御信号に応じた駆動信号をCアームホルダ27に供給する。支持機構駆動部29は、例えば、ステッピングモータ等のモータにより構成される。駆動信号が供給されるとCアームホルダ27は、Cアーム15を回転又は移動する。
The
図2に示すように、X線検出器13には、前面用カメラ31が装着されている。前面用カメラ31は、被検体Pを前面から撮影するためのカメラである。前面用カメラ31は、カメラ撮影時において天板21の表面にレンズが向くようにX線検出器13に装着される。典型的には、前面用カメラ31は、X線検出器13の側面に配置される。前面用カメラ31は、CCD(charge coupled device)カメラ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor device)、又は赤外線カメラが適当である。前面用カメラ31は、コンピュータ装置5内のカメラ制御部37による制御に従って被検体Pを前面からカメラ撮影する。カメラ撮影により前面用カメラ31は、被検体Pの前面に関するカメラ画像(以下、前面カメラ画像と呼ぶことにする)のデータを生成する。前面カメラ画像は、前面から見た被検体Pに対応する被検体領域が含まれる。前面カメラ画像のデータは、画像記憶部39に供給される。なお、前面用カメラ31の装着箇所は、X線検出器13のみに限定されない。前面用カメラ31は、X線撮影時においてX線検出器13の前方に位置しないようにX線検出器13、X線管11、又はCアーム15の任意の位置に装着可能である。
As shown in FIG. 2, a
図2に示すように、Cアーム15には、側面用カメラ33が装着されている。側面用カメラ33は、被検体Pを側面から撮影するためのカメラである。側面用カメラ33は、カメラ撮影時において天板21の側面にレンズが向くようにCアーム15に装着される。典型的には、側面用カメラ33は、Cアーム15上の回転軸(Y軸)に交差する一部分に配置される。側面用カメラ33は、CCDカメラ、CMOS、又は赤外線カメラが適当である。側面用カメラ33は、カメラ制御部37による制御に従って、被検体Pを側面からカメラ撮影する。カメラ撮影により側面用カメラ33は、被検体Pの側面に関するカメラ画像(以下、側面カメラ画像と呼ぶことにする)のデータを生成する。側面カメラ画像は、側面から見た被検体Pに対応する被検体領域を含む。側面カメラ画像のデータは、画像記憶部39に供給される。なお、側面用カメラ33の装着箇所は、Cアーム15のみに限定されない。側面用カメラ33は、X線撮影時においてX線検出器13の前方に位置しないようにX線検出器13、X線管11、又はCアーム15のいずれかの任意の位置に装着可能である。
As shown in FIG. 2, a
コンピュータ装置5は、機構制御部35、カメラ制御部37、画像記憶部39、輪郭抽出部41、AEC用ROI設定部43、露光タイマー制御部45、体厚計算部47、X線条件テーブル記憶部49、X線条件設定部51、X線制御部53、減算処理部55、表示部57、操作部59、システム制御部61を有する。
The
機構制御部35は、ユーザによる操作部59を介した指示又はシステム制御部61による制御のもとに寝台駆動部25と支持機構駆動部29とを制御する。より詳細には、機構制御部35は、ステッピングDSA撮影に関する各ステージ位置に天板21を移動させるために寝台駆動部25を制御する。ステージ位置は、例えば、各ステージにおける天板21の長手方向(Z軸方向)に関する中心位置に規定される。また機構制御部35は、所定の撮影角度にCアーム15を配置するためにCアームホルダ27を制御する。撮影角度は、例えば、X軸、Y軸、及びZ軸のそれぞれに対する撮影軸の角度により規定される。
The
カメラ制御部37は、所定のタイミングで前面用カメラ31に被検体Pを撮影させる。これにより前面用カメラは、前面カメラ画像のデータを生成する。また、カメラ制御部37は、所定のタイミングで側面用カメラ33に被検体Pを撮影させる。これにより側面用カメラ33は、側面カメラ画像のデータを生成する。所定のタイミングは、例えば、ユーザにより操作部59を介した撮影指示を受けたタイミング(撮影指示に対応する操作信号を受けたタイミング)である。なお、前面カメラ画像と側面カメラ画像とは、静止画であっても、動画であってもよい。以下、説明の簡単のため前面カメラ画像と側面カメラ画像とは、静止画であるとする。
The
画像記憶部39は、前面用カメラ31から供給される前面カメラ画像のデータと側面用カメラ33から供給される側面カメラ画像のデータとを記憶する。前面カメラ画像のデータと側面カメラ画像のデータとは、ステージ番号に関連付けて記憶される。また、画像記憶部39は、X線検出器13から供給されるマスク画像のデータとコントラスト画像のデータとを記憶する。マスク画像のデータとコントラスト画像のデータとは、ステージ番号に関連付けて記憶される。また、画像記憶部39は、後述する減算処理部55により生成されたDSA画像のデータをステージ番号に関連付けて記憶する。
The
輪郭抽出部41は、前面カメラ画像を画像処理して、前面カメラ画像から被検体領域の輪郭を抽出する。前面に関する輪郭のデータは、AEC用ROI設定部43に供給される。また、輪郭抽出部41は、側面カメラ画像を画像処理して、側面カメラ画像から被検体領域の輪郭を抽出する。側面に関する輪郭のデータは、体厚計算部47に供給される。
The
AEC用ROI設定部43は、前面に関する輪郭に基づいてAEC用のROIを設定する。AEC用のROIとは、AECに利用するX線強度信号を、被検体の輪郭内を透過したX線に由来するX線強度信号に限定するために設定されるROIである。以下、AEC用のROIを単にROIと呼ぶことにする。設定されたROIに関するデータは、露光タイマー制御部45に供給される。
The AEC
露光タイマー制御部45は、AEC撮影するために、X線制御部53にX線の発生指示又は停止指示を供給する。具体的には、露光タイマー制御部45は、X線検出器13からのX線強度信号を時間積分し積分値を算出する。積分値が算出されると露光タイマー制御部45は、積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する。閾値の値は、予め設定されているものとする。積分対象のX線強度信号は、X線検出器13により生成される全X線強度信号のうちのROI内で生成されるX線強度信号に限定される。積分値が閾値に到達していないと判定した場合、露光タイマー制御部45は、X線管11にX線を発生させるために、X線制御部53に発生信号を供給する。一方、積分値が閾値に到達したと判定した場合、露光タイマー制御部45は、X線管11にX線の発生を停止させるために、X線制御部53に停止信号を供給する。このように露光タイマー制御部45は、X線を発生するのか、あるいは停止するのかを判定する判定部として機能する。
The exposure
体厚計算部47は、側面に関する輪郭に基づいて被検体Pの体厚を計算する。計算された体厚に関するデータは、X線条件設定部51に供給される。
The body
X線条件テーブル記憶部49は、体厚とX線条件とを関連付けた撮影用X線条件テーブル(以下、X線条件テーブルと呼ぶことにする)を記憶している。X線条件は、例えば、管電圧[kV]、管電流[mA]、最長継続時間[ms]、及び焦点サイズ等の組み合わせである。最長継続時間は、X線発生の最長継続時間である。最長継続時間を超えると、露光タイマー制御部45による判定結果に依らず強制的にX線の発生が停止される。
The X-ray condition
X線条件設定部51は、体厚計算部47から供給される体厚のデータに基づいてX線条件を設定する。具体的には、X線条件設定部51は、供給された体厚にX線条件テーブル上で関連付けられているX線条件をX線条件テーブル記憶部49から読み出す。そしてX線条件設定部51は、読み出されたX線条件をX線撮影のX線条件に設定する。設定されたX線条件に関するデータは、X線制御部53に供給される。
The X-ray
X線制御部53は、X線条件設定部51から供給されるX線条件に従って高電圧発生部17を制御する。X線発生中、X線制御部53は、露光タイマー制御部45から供給される発生信号又は停止信号を繰り返し受信する。X線制御部53は、露光タイマー制御部45から発生信号が供給された場合、すなわちX線強度信号の積算値が閾値に到達していないと判定された場合、高電圧発生部17に高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを行なわせる。これによりX線管11からのX線の発生が継続される。一方、X線制御部53は、露光タイマー制御部45から停止信号が供給された場合、すなわちX線強度信号の積算値が閾値に到達したと判定された場合、X線の発生を停止するように高電圧発生部17に高電圧の印加を停止させる。これによりX線管11からのX線の発生が停止される。
The
減算処理部55は、同一ステージに関するマスク画像のデータとコントラスト画像のデータとを減算処理し、DSA画像のデータを生成する。
The
表示部57は、マスク画像やコントラスト画像、DSA画像、X線条件等を表示する。表示部57としては、CRTディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
The
操作部59は、X線診断装置1を操作するための各種指示を受け付ける。例えば、操作部は、撮影開始/終了スイッチ等を有する。また、操作部59は、例えば、カメラ撮影スイッチを有する。カメラ撮影スイッチに対応する操作信号は、カメラ制御部37に供給される。また、操作部59は、Cアーム15をA1方向に回転させるための回転スイッチや、A2方向に移動させるための移動スイッチが設けられている。回転スイッチや移動スイッチに関する操作信号は、機構制御部35に供給される。また、操作部59は、天板移動スイッチを有する。天板移動スイッチに関する操作信号は、機構制御部35に供給される。
The
システム制御部61は、X線診断装置1の中枢として機能する。具体的には、システム制御部61は、カメラを利用したAEC撮影をするために各部を制御する。また、システム制御部61は、カメラを利用したX線条件の設定をするために各部を制御する。
The
上記構成によりX線診断装置1は、前面用カメラ31を利用してAEC撮影のためのROIを設定する。そしてX線診断装置1は、設定されたROIに対応するX線強度信号のみを利用してAEC撮影する。また、X線診断装置1は、側面用カメラ33を利用してX線条件を設定する。
With the above configuration, the X-ray diagnostic apparatus 1 sets the ROI for AEC imaging using the
以下、本実施形態に係るX線診断装置1の動作を、AEC撮影を利用したステッピングDSA撮影を例に挙げて説明する。 Hereinafter, the operation of the X-ray diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment will be described by taking stepping DSA imaging using AEC imaging as an example.
図3は、システム制御部61の制御により行なわれるAEC撮影を利用したステッピングDSA撮影の典型的な流れを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a typical flow of stepping DSA imaging using AEC imaging performed under the control of the
[ステップS1]
ステップS1においてシステム制御部61は、第1ステージから第N(N≧2)ステージまでの各ステージを前面用カメラ31と側面用カメラ33とで撮影する。例えば、第1ステージ位置は、腹部であって、第Nステージ位置は、足先である。ステップS1におけるカメラ撮影は、ROIの範囲を決定するため、及び、X線条件を決定するために行なわれる。具体的には、システム制御部61は、機構制御部35を制御して天板21を第1ステージの位置から第Nステージの位置までスライドさせる。機構制御部35は、天板21を段階的にスライド(ステップスライド)させても良いし、連続的にスライドさせてもよい。システム制御部61は、天板21のスライド中、カメラ制御部37を制御して各ステージを前面用カメラ31と側面用カメラ33とで撮影する。前面用カメラ31により前面カメラ画像のデータが生成され、側面用カメラ33により側面カメラ画像のデータが生成される。前面カメラ画像のデータと側面カメラ画像のデータとは、ステージ番号に関連付けられて画像記憶部39に記憶される。
[Step S1]
In step S <b> 1, the
[ステップS2]
ステップS1が行なわれるとシステム制御部61は、輪郭抽出部41に第1の輪郭抽出処理を行なわせる。ステップS2において輪郭抽出部41は、処理対象のステージ番号に関連付けられた前面カメラ画像のデータを画像記憶部39から読み出す。輪郭抽出部41は、読み出された前面カメラ画像に対して輪郭抽出処理を行なう。輪郭抽出処理は、全てのステージ番号に関する前面カメラ画像に対して行なわれる。
[Step S2]
When step S1 is performed, the
図4は、前面用カメラ31により生成された前面カメラ画像I1の一例を示す図である。図4に示すように、前面カメラ画像I1は、被検体Pの前面方向から撮影された画像であり、被検体Pの両足が描出されている。前面カメラ画像I1の横軸は、Y軸に規定され、縦軸はZ軸に規定される。前面カメラ画像I1は、被検体Pに関する被検体領域81を含む。また、前面カメラ画像I1は、被検体領域81以外に、天板21等に由来する背景領域85を含む。輪郭抽出部41は、例えば、背景領域85と区別してカメラ画像I1から被検体領域81を抽出し、抽出された被検体領域81からさらに輪郭83を抽出する。被検体領域81や輪郭83の抽出方法は、特に限定されず、既存のあらゆる方法が適用可能である。抽出された輪郭83のデータは、ステージ番号に関連付けられてAEC用ROI設定部43に供給される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the front camera image I1 generated by the
[ステップS3]
ステップS2が行なわれるとシステム制御部61は、AEC用ROI設定部43にROI設定処理を行なわせる。ステップS3においてAEC用ROI設定部43は、ステップS2において抽出された輪郭のデータに基づいてAEC用のROIを設定する。
[Step S3]
When step S2 is performed, the
図5は、ステッピングDSA撮影におけるAEC用のROIの一例を示す図である。図5に示すように、第1ステージから第4ステージまでAEC撮影されるとする。例えば、第1ステージの撮影領域FOV1は、被検体Pの足の付け根部分であり、第4ステージの撮影領域FOV4は、被検体Pの足首の部分である。ROIは、被検体Pの形状に応じて各ステージについて設定される。ROIは、被検体Pの輪郭内を透過するX線が検出される画素に設定される。例えば、第1ステージのROI1は、被検体Pを透過する範囲のみに設定され、被検体Pを透過しない脚間等には設定されない。なおROIは、被検体P内に相当する全領域に設定される必要はない。例えば、被検体P内に相当する全領域のうちの所定マトリクスサイズ(例えば、10×10mm)の小領域にROIが設定されるとしてもよい。この小領域は、X線線量の観点からして、X線検出面の中央側に設定されるとよい。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an AEC ROI in stepping DSA imaging. As shown in FIG. 5, it is assumed that AEC imaging is performed from the first stage to the fourth stage. For example, the imaging region FOV1 of the first stage is a base portion of the subject P, and the imaging region FOV4 of the fourth stage is an ankle portion of the subject P. The ROI is set for each stage according to the shape of the subject P. The ROI is set to a pixel from which X-rays transmitted through the contour of the subject P are detected. For example, the ROI 1 of the first stage is set only in a range that transmits the subject P, and is not set between legs that do not transmit the subject P. The ROI does not need to be set in the entire region corresponding to the subject P. For example, the ROI may be set in a small area having a predetermined matrix size (for example, 10 × 10 mm) in the entire area corresponding to the subject P. This small region may be set on the center side of the X-ray detection surface from the viewpoint of the X-ray dose.
具体的には、AEC用ROI設定部43は、前面カメラ画像の座標系とX線検出器13の座標系との間の座標変換式を保存している。X線検出器13の座標系は、X線画像の座標系と略同一である。AEC用ROI設定部43は、ステップS2において抽出された輪郭のデータに座標変換式を適用し、被検体Pを透過したX線が到達するX線検出面上の領域を特定する。特定された領域は、ROIに設定される。このようにしてAEC用ROI設定部43は、第1ステージから第N(第4)ステージまでの各ステージについてROIを設定する。設定されたROIは、ステージ番号に関連付けられて露光タイマー制御部45に供給される。
Specifically, the AEC
[ステップS4]
また、ステップS1が行なわれるとシステム制御部61は、輪郭抽出部41に第2の輪郭抽出処理を行なわせる。ステップS4において輪郭抽出部41は、処理対象のステージ番号に関連付けられた側面カメラ画像のデータを画像記憶部39から読み出す。輪郭抽出部41は、読み出された側面カメラ画像に対して輪郭抽出処理を行なう。輪郭抽出処理は、全てのステージ番号に関する前面カメラ画像に対して行なわれる。
[Step S4]
When step S1 is performed, the
図6は、側面用カメラ33により生成された側面カメラ画像I2の一例を示す図である。図6に示すように、側面カメラ画像I2は、被検体Pの側面方向から撮影された画像である。側面カメラ画像I2の横軸はZ軸に規定され、縦軸はX軸に規定される。側面カメラ画像I2は、被検体領域81を含む。また、側面カメラ画像I2は、被検体領域81以外に、天板21等に由来する背景領域85を含む。輪郭抽出部41は、例えば、背景領域85と区別して側面カメラ画像I2から被検体領域81を抽出し、抽出された被検体領域81からさらに輪郭83を抽出する。被検体領域81や輪郭83の抽出方法は、ステップS2と同様である。抽出された輪郭83のデータは、ステージ番号に関連付けられて体厚計算部47に供給される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the side camera image I2 generated by the
[ステップS5]
ステップS4が行なわれるとシステム制御部61は、体厚計算部47に体厚の計算処理を行なわせる。ステップS5において体厚計算部47は、ステップS4において抽出された輪郭のデータに基づいて被検体Pの体厚を計算する。例えば、体厚計算部47は、被検体領域の前面側の輪郭と背面側の輪郭との間のX方向に沿う距離間隔(体厚[pixel])を計算する。体厚計算部47は、側面用カメラ33の拡大率や側面用カメラ33と被検体Pとの間の距離間隔等に基づいて、画像上の体厚[pixel]から実寸の体厚[mm]を算出する。典型的には、体厚は、図6に示すように、側面カメラ画像I2上のZ位置に応じて異なる。例えば、体厚計算部47は、Z位置を変えながら体厚を繰り返し計算し、計算され体厚のうちの最大値、平均値、中間値、又は最小値等がそのステージの体厚に決定される。また、最小Z位置の体厚、中心Z位置の体厚、又は最大Z位置等の体厚がそのステージの体厚に決定されてもよい。このようにして全てのステージについて体厚が計算される。計算された体厚のデータは、ステージ番号に関連付けられてX線条件設定部51に供給される。
[Step S5]
When step S4 is performed, the
[ステップS6]
ステップS5が行なわれるとシステム制御部61は、X線条件設定部51にX線条件の設定処理を行なわせる。X線条件設定部51は、ステップS5において計算された体厚とX線条件テーブルとに基づいてX線条件を設定する。
[Step S6]
When step S5 is performed, the
図7は、X線条件テーブルの一例を示す図である。図7に示すように、X線条件テーブルは、体厚を入力としX線条件を出力とするテーブルである。X線条件は、管電圧[kV]、管電流[mA]、最長継続時間[ms]、及び焦点サイズを含む。X線条件の値は、実験または臨床検査の経験から求められる。X線条件設定部51は、体厚計算部47からの体厚のデータが供給されると、供給された体厚を検索キーとしてX線条件テーブルを検索する。次にX線条件設定部51は、検索キーとして体厚にX線条件テーブルで関連付けられている管電圧[kV]、管電流[mA]、最長継続時間[ms]、焦点サイズ等のX線条件を特定する。そしてX線条件設定部51は、特定されたX線条件を、処理対象のステージに関するX線条件に設定する。このようにして全てのステージについてX線条件が設定される。設定されたX線条件のデータは、ステージ番号に関連付けられてX線制御部53に供給される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the X-ray condition table. As shown in FIG. 7, the X-ray condition table is a table having body thickness as input and X-ray condition as output. X-ray conditions include tube voltage [kV], tube current [mA], longest duration [ms], and focus size. The value of the X-ray condition is determined from experimental or clinical experience. When the body thickness data from the body
[ステップS7]
ステップS3とステップS6とが行なわれるとユーザは、操作部59に設けられた撮影開始スイッチを押す。撮影開始スイッチが押されるとシステム制御部61は、天板21をステップスライドさせ、第Nステージから第1ステージまでの各ステージをAEC撮影する。AEC撮影により第Nステージから第1ステージまでのN個のマスク画像が生成される。
[Step S7]
When step S3 and step S6 are performed, the user presses a photographing start switch provided on the
以下ステップS7における各部の動作を詳細に説明する。撮影開始スイッチが押されるとシステム制御部61は、X線制御部53を制御してX線を発生させる。X線制御部53は、ステップS6において設定されたX線条件に従って高電圧発生部17を制御してX線管11にX線を発生させる。
Hereinafter, the operation of each unit in step S7 will be described in detail. When the imaging start switch is pressed, the
X線の発生中、X線検出器13上の各画素からX線強度信号が生成される。露光タイマー制御部45は、ステップS3において設定されたROI内の画素からのX線強度信号を読み出す。すなわち、被検体を透過しない直接線に由来するX線強度信号は読み出されず、被検体を透過したX線に由来するX線強度信号のみが読み出される。そして露光タイマー制御部45は、読み出されたX線強度信号のみに基づいてX線を発生するのか或いはX線の発生を停止するのかの判定処理を行なう。より詳細には、露光タイマー制御部45は、画素毎にX線強度信号を繰り返し加算し積分値を算出する。露光タイマー制御部45は、X線強度信号を加算する毎に積分値と閾値との大小関係を比較する。積分値が閾値に到達していないと判定した場合、露光タイマー制御部45は、発生信号をX線制御部53に供給する。発生信号が供給されている間、X線制御部53は、X線管11にX線を発生させ続ける。一方、積分値が閾値に到達したと判定した場合、露光タイマー制御部45は、停止信号をX線制御部53に供給する。停止信号が供給されることを契機としてX線制御部53は、高電圧発生部17を制御してX線管11にX線の発生を停止される。すなわち、X線管11への高電圧の印加が強制的に遮断される。なお、停止信号が供給されない場合であっても、最長継続時間を超えた場合、X線制御部53は、同様にしてX線の発生を停止させる。
During the generation of X-rays, an X-ray intensity signal is generated from each pixel on the
X線の発生が停止されると第Nステージに関するマスク画像のデータがX線検出器13により生成される。第Nステージに関するマスク画像が生成されるとユーザは、操作部59に設けられた天板移動スイッチを押す。天板移動スイッチが押されると天板21は、第Nステージから第N−1ステージに移動する。そしてユーザにより再び撮影開始スイッチが押されると、第N−1ステージに関するX線条件でX線が発生され、第N−1ステージに関するROIでAEC撮影が行われる。そして第N−1ステージに関するマスク画像が生成される。同様にして第1ステージまでの各ステージにおいてAEC撮影が行われ、各ステージに関するマスク画像が生成される。マスク画像のデータは、ステージ番号に関連付けられて画像記憶部39に記憶される。
When the generation of X-rays is stopped, mask image data relating to the Nth stage is generated by the
[ステップS8]
ステップS7が行なわれるとシステム制御部61は、第1ステージから第Nステージまでの各ステージをX線撮影し、N個のコントラスト画像を生成する。
[Step S8]
When step S7 is performed, the
具体的には、ステップS7が行なわれるとユーザは、被検体Pに造影剤を注入する。そしてユーザは、造影剤の流れに応じて撮影開始スイッチを押す。撮影開始スイッチが押されるとシステム制御部61は、X線制御部53に第1ステージに関するX線条件に従ってX線を発生させる。そしてX線検出器13により第1ステージに関するコントラスト画像が生成される。第1ステージに関するコントラスト画像が生成されるとユーザは、造影剤の流れに応じて天板移動スイッチを押す。天板移動スイッチが押されると天板21は、第1ステージから第2ステージに移動する。そしてユーザにより再び撮影開始スイッチが押されると、第2ステージに関する撮影条件でX線が発生され、第2ステージに関するコントラスト画像が生成される。同様にして第Nステージまでの各ステージに関するコントラスト画像が生成される。コントラスト画像のデータは、ステージ番号に関連付けられて画像記憶部39に記憶される。
Specifically, when step S7 is performed, the user injects a contrast agent into the subject P. Then, the user presses the imaging start switch according to the flow of the contrast agent. When the imaging start switch is pressed, the
本実施形態に係るX線診断装置1は、天板移動のための操作性や確実性を向上させるための工夫がなされている。以下、この工夫について図8を参照しながら説明する。表示部57は、ステッピング撮影時において、図8に示すような、各ステージの撮影領域FOVを可視化した画像I3を表示する。画像I3は、天板移動の操作性の向上のため、ライブ画像が表示されているモニタ上に表示されるとよい。ユーザは、ステージ1の撮影領域FOV1の端近くまで造影剤が流れた時に次のステージ2の撮影領域FOV2内を、操作部59を介して画像I3上で選択する。選択方法としては、例えば、マウスによるクリック等が挙げられる。撮影領域FOV2の選択が行なわれると機構制御部35は、選択された撮影領域FOV2に対応するステージ位置に天板21をステップスライドさせる。
The X-ray diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment is devised to improve operability and certainty for moving the top plate. Hereinafter, this device will be described with reference to FIG. The
隣り合う撮影領域の重複領域ROが広い場合、次のステージの撮影領域FOVをクリックすることは難しい。この操作性の困難を解消するため、表示部57は、図8に示すように、各ステージの撮影領域FOVの近傍にステージ番号を表すマークMを表示する。例えば、撮影領域FOV1の近傍にステージ番号1を表すマークM1が表示される。機構制御部35は、操作部59を介してマークMが選択されたことを契機として、選択されたマークMのステージ番号に対応するステージ位置に天板21をステップスライドさせる。例えば、マークM2が選択されると、第2ステージのステージ位置に天板21がステップスライドされる。
When the overlapping area RO between adjacent imaging areas is wide, it is difficult to click the imaging area FOV of the next stage. In order to eliminate this difficulty in operability, the
[ステップS9]
ステップS8が行なわれるとシステム制御部61は、減算処理部55に減算処理を行なわせる。ステップS9において減算処理部55は、N個のコントラスト画像とN個のマスク画像とに基づいてN個のDSA画像を生成する。具体的には、減算処理部55は、同一のステージ番号に関連付けられたコントラスト画像のデータとマスク画像のデータとを読み出す。そして減算処理部55は、読み出されたコントラスト画像からマスク画像を減算し、DSA画像のデータを生成する。このようにして減算処理部55は、第1ステージから第Nステージまでの各ステージに関するDSA画像のデータを生成する。
[Step S9]
When step S8 is performed, the
[ステップS10]
ステップS9が行なわれるとシステム制御部61は、表示部57に表示処理を行なわせる。ステップS10において表示部57は、ステップS9において生成されたDSA画像を表示する。
[Step S10]
When step S9 is performed, the
ステップS10が行なわれるとシステム制御部61は、AEC撮影を利用したステッピングDSA撮影を終了する。
When step S10 is performed, the
上述の説明により本実施形態に係るX線診断装置1は、X線を利用しない前面用カメラ31と側面用カメラ33とを搭載する。X線診断装置1は、前面用カメラ31を利用して被検体Pの前面に関する前面カメラ画像を生成し、前面カメラ画像から被検体領域の輪郭を抽出する。そしてX線診断装置1は、AECに利用するX線検出器13のROIを被検体の輪郭に合わせて設定できる。X線診断装置1は、設定されたROIからのX線強度信号のみを利用してAEC撮影をする。従ってX線診断装置1は、直接線の影響を受けずにAEC撮影をするこができるため、安定した精度で最適なX線画像を収集できる。また、X線診断装置1は、側面用カメラ33を利用して被検体Pの側面に関する側面カメラ画像を生成し、側面カメラ画像から被検体Pの体厚を計算する。X線診断装置1は、計算された体厚に基づいてX線条件を設定する。従ってX線診断装置1は、X線条件を設定するためにX線曝射をすることがないので、被検体Pの被爆量を低減することができる。
As described above, the X-ray diagnostic apparatus 1 according to this embodiment includes the
また、従来はステッピングDSAを開始する前に、被検体Pの位置を確認するためのX線透視が必要であった。しかしながら、X線診断装置1は、前面カメラ画像や側面カメラ画像を利用して、被検体Pの位置を確認することができる。従ってX線診断装置1は、従来よりも被検体の被曝量を低減することができる。 Further, conventionally, before starting the stepping DSA, X-ray fluoroscopy for confirming the position of the subject P has been required. However, the X-ray diagnostic apparatus 1 can confirm the position of the subject P using the front camera image and the side camera image. Therefore, the X-ray diagnostic apparatus 1 can reduce the exposure dose of the subject as compared with the conventional case.
かくして本実施形態によれば、AEC撮影の効率やAEC撮影により収集される画像の画質を向上するX線診断装置1及びX線診断装置1の制御方法を提供することができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus 1 and a method for controlling the X-ray diagnostic apparatus 1 that improve the efficiency of AEC imaging and the image quality of images collected by AEC imaging.
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。 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.
(変形例1)
露光タイマー制御部45は、X線検出器13上のAEC用のROIにおけるX線強度信号のみを読み出すとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、露光タイマー制御部45は、X線検出器13上の全領域からX線強度信号を読み出してもよい。この露光タイマー制御部45は、X線画像全体のX線強度データの中から、輪郭抽出部41により抽出された前面の輪郭内のX線強度データを読み出し、読み出されたX線強度データが閾値に到達したか否かを判定する。そして露光タイマー制御部45は、X線強度データが閾値に到達していない場合、発生信号をX線制御部53に供給し、X線強度データが閾値に到達した場合、停止信号をX線制御部53に供給する。
(Modification 1)
The exposure
(変形例2)
X線検出器13は、FPDに代えて、イメージインテンシファイアと光学系との組み合わせから構成されるとしてもよい。この場合、X線検出器13は、X線画像生成のための第1X線検出器とAECのための第2X線検出器とを搭載する。第2X線検出器は、第1X線検出器の前面に設置される。第2X線検出器は、AEC採光野、受光器、及び光電子増倍管を有する。AEC採光野は、AEC用のROIである。受光器は、AEC採光野を透過するX線を光に変換する。光電子増倍管は、受光器からの光を増幅し、増幅された光に応じたX線強度信号を発生する。
(Modification 2)
The
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。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components 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.
以上本発明によれば、AEC撮影の効率やAEC撮影により収集される画像の画質を向上するX線診断装置及びX線診断装置の制御方法の提供を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic apparatus control method that improve the efficiency of AEC imaging and the image quality of images collected by AEC imaging.
1…X線診断装置、3…撮影機構、5…コンピュータ装置、11…X線管、13…X線検出器、15…Cアーム、17…高電圧発生部、19…寝台、21…天板、23…脚部、25…寝台駆動部、27…Cアームホルダ、29…支持機構駆動部、31…前面用カメラ、33…側面用カメラ、35…機構制御部、37…カメラ制御部、39…画像記憶部、41…輪郭抽出部、43…AEC用ROI設定部、45…露光タイマー制御部、47…体厚計算部、49…X線条件テーブル記憶部、51…X線条件設定部、53…X線制御部、55…減算処理部、57…表示部、59…操作部、61…システム制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray diagnostic apparatus, 3 ... Imaging mechanism, 5 ... Computer apparatus, 11 ... X-ray tube, 13 ... X-ray detector, 15 ... C arm, 17 ... High voltage generation part, 19 ... Bed, 21 ... Top plate , 23 ... Legs, 25 ... Bed driving unit, 27 ... C arm holder, 29 ... Support mechanism driving unit, 31 ... Front camera, 33 ... Side camera, 35 ... Mechanism control unit, 37 ... Camera control unit, 39 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Image memory | storage part, 41 ... Contour extraction part, 43 ... ROI setting part for AEC, 45 ... Exposure timer control part, 47 ... Body thickness calculation part, 49 ... X-ray condition table storage part, 51 ... X-ray condition setting part, 53 ... X-ray control unit, 55 ... Subtraction processing unit, 57 ... Display unit, 59 ... Operation unit, 61 ... System control unit
Claims (8)
前記X線管から発生され被検体を透過したX線を検出し、前記検出されたX線の強度に応じた信号を出力するX線検出器と、
前記X線管と前記X線検出器とを支持する支持機構と、
前記X線管、前記X線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関する第1カメラ画像のデータを生成する第1カメラと、
前記第1カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出する抽出部と、
前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定の結果に基づいて、前記X線管からのX線を停止するX線制御部と、
を具備するX線診断装置。 An X-ray tube that generates X-rays;
An X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray tube and transmitted through the subject, and outputs a signal corresponding to the detected X-ray intensity;
A support mechanism for supporting the X-ray tube and the X-ray detector;
A first camera that is mounted on the X-ray tube, the X-ray detector, or the support mechanism and generates data of a first camera image relating to the front surface of the subject;
An extraction unit for extracting the contour of the subject from the first camera image;
A determination unit that determines whether or not a time integral value of an in-contour signal corresponding to the inside of the signal has reached a preset threshold;
An X-ray control unit that stops X-rays from the X-ray tube based on a result of determination by the determination unit;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
前記生成された第2カメラ画像から前記被検体の体厚を計算する計算部と、
前記計算された体厚に応じてX線条件を決定する決定部と、をさらに備える、
請求項1記載のX線診断装置。 A second camera mounted on the X-ray tube, the X-ray detector, or the support mechanism, and generating data of a second camera image relating to a side surface of the subject;
A calculation unit for calculating the body thickness of the subject from the generated second camera image;
A determination unit for determining an X-ray condition according to the calculated body thickness,
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1.
前記X線管から発生され被検体を透過したX線を検出し、前記検出されたX線の強度に応じた信号を出力するX線検出器と、
前記X線管と前記X線検出器とを支持する支持機構と、
前記X線管、前記X線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関するカメラ画像のデータを生成するカメラと、
を具備するX線診断装置の制御方法において、
前記カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出し、
前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、
前記判定の結果に基づいて、前記X線管からのX線を停止する、
ことを特徴とするX線診断装置の制御方法。 An X-ray tube that generates X-rays;
An X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray tube and transmitted through the subject, and outputs a signal corresponding to the detected X-ray intensity;
A support mechanism for supporting the X-ray tube and the X-ray detector;
A camera that is mounted on the X-ray tube, the X-ray detector, or the support mechanism, and that generates camera image data relating to the front surface of the subject;
In the control method of the X-ray diagnostic apparatus comprising:
Extracting the contour of the subject from the camera image;
Determining whether the time integral value of the in-contour signal corresponding to the inside of the signal has reached a preset threshold;
Based on the result of the determination, the X-ray from the X-ray tube is stopped.
A control method for an X-ray diagnostic apparatus.
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