JP2011160978A - X線撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検体に取り付けたマーカの位置を位置計測装置により測定し、得られた位置情報を用いて体動による移動を検出する。そして、その結果に基づいて回転駆動部22によりC形アーム60を2軸周りに回転駆動させ、X線撮影機構10の撮影方向を被検体の体動に追従させる。
【選択図】 図1
Description
この発明の目的は、造影剤注入前後の画像間でサブトラクション処理を行う際に生じる、被検体の体動に起因する位置ずれアーチファクトを軽減することにある。
この実施形態では被検体の位置を位置計測装置などで測定し、得られた位置情報を用いて体動による移動量を検出し、その結果に基づいてX線撮影機構10の撮影方向を制御するようにする。すなわち図3に示すように、被検体の体動を自動的に検出し、その検出結果を利用して撮影方向を変更することで、骨などの像がマスク画像と概ね一致するような方向から撮影を行えるようにする。
m(j,n)=T・m(j,0)
現実には位置計測に係わる誤差のために両辺は完全には一致しないが、ベクトルm(j,n)−T・m(j,0)のノルムが最小になるようにTを定めることにより、最適なTを算出することができる。Tの演算には最小二乗法などを用いることができる。
この実施形態では、X線撮影で得た画像に基づいて被検体の体動と移動量を検出し、その結果を用いてX線撮影機構10を制御する。特にこの実施形態では、X線撮影に写るX線マーカを被検体に取り付ける形態につき説明する。
この実施形態では、図7に示すようにX線撮影に写るマーカを被検体に複数取り付け、X線撮影で得た画像上でマーカの像をシステムコントローラ20が検出する。システムコントローラ20は各マーカの像の画像上での相互位置関係が常に一定になるように、回転コントローラ23を介してX線撮影機構10の撮影方向を制御する。
第1と第2の撮影で得られた一対の画像はいわゆるステレオペアであり、これらの画像中のマーカ像を同定することにより各マーカの三次元的位置を算出できる。ステレオペアから点状の物体の空間位置を算出する方法は既に知られており、その方法を利用すれば各マーカの3次元的位置を計測できる。
この実施形態では、X線マーカにより取得した位置情報と被検体の輪郭情報とを用いて体動による位置ずれを検出する手法につき説明する。図13(a)に示すように、被検体にX線撮影に写るマーカを取り付け、X線撮影で得た画像上でマーカの像を自動認識する(図13(b))。さらにX線画像に写る被検体の骨、あるいは体表の輪郭を自動認識して画像上で輪郭に対するマーカの像が常に概ね一定の場所に来るようにX線撮影機構10の撮影方向を制御する。
この実施形態では、マーカを用いず、X線撮影で得た画像に基づいて被検体がどちらにどれだけ動いたかを推定し、その結果をもとにX線撮影機構10を制御する手法につき説明する。
この実施形態では、第nフレームで撮影した画像(画像n)と、第n+kフレームで撮影した画像(画像n+k)を比較する。以下、画像nをQ(n,x,y)と表す。ここにx,yは画像上の画素の位置を表す座標であり、Q(n,x,y)はその画素の画素値である。
wj = Rj(0,0)−Rminj
このほか、様々なバリエーションが考えられる。
この実施形態では、第4の実施形態の応答性を改善し急激な体動にも対応することの可能な制御手順につき説明する。
この実施形態では、造影開始前(すなわち、被検体が静止している時)に、まずX線撮影を行ってQ(0,x,y)を得ておき、次にX線撮影方向を作為的に少し動かして撮影を行ってQ(1,x,y)を得る。これは被検体の体動に相当する動きを作為的に模擬するものである。
この実施形態では、バイプレーン装置を用いた構成につき説明する。バイプレーン装置は、2式のX線撮影機構10を同時に使用できるX線撮影装置であり、典型的には例えば図21に示すように2式のCアーム撮影装置を組み合わせて構成される。2式のCアーム撮影装置のアイソセンターが一致するように、かつ、両者の撮影方向が直交するように組み合わせて用いられることが多い。
(A) 被検体の体動に追従する動作をX線撮影機構10が行うかどうかを、例えばスイッチなどの機構によりシステムに指示するようにする。そして、このスイッチがオンになっているときに限り、X線撮影機構10に被検体の体動に追従する動作を行わせるようにする。
(B) X線撮影機構10の回旋動作の角速度(単位 radian/sec)に上限を設ける。
(C) ある基準となるX線撮影機構10の撮影方向、例えば、ある時点(例えば撮影を開始した時点)におけるX線撮影機構10の撮影方向、過去から現在までの一定期間(例えば10秒前)までのX線撮影機構10の撮影方向の平均値、を定め、この基準方向から一定の上限値(例えば3度)以上の角度の回旋が必要となった場合には、回旋動作を上限値までしか行わない。
Claims (10)
- 被検体を撮影して複数のX線画像を発生するX線撮影部と、
前記X線撮影部の撮影方向を変更する駆動部と、
前記複数のX線画像のうち、造影剤注入後のコントラスト画像と造影剤注入前のマスク画像とをサブトラクションしてサブトラクション画像を求めるサブトラクション画像発生部とを備えたX線診断装置において、
前記被検体の体動を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、検出された体動に追従して前記X線撮影部を移動するように前記駆動部を制御する制御部とを具備することを特徴とするX線撮影装置。 - 前記検出部は、前記被検体に取り付けられたマーカに基づいて前記被検体の体動を検出し、
前記制御部は、前記マーカの位置が前記X線画像上でほぼ同じ位置になるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。 - さらに、前記検出部の検出結果に基づき、前記X線画像の回転又は平行移動を行なう画像処理部を備え、
前記サブトラクション画像発生部は、前記画像処理部により処理された前記X線画像を用いて前記サブトラクション画像を求め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線撮影装置。 - 前記X線撮影部は、
X線発生部と、
前記X線発生部に対向して設けられるX線検出器と、
前記X線発生部およびX線検出器を支持するアームとを備え、
前記駆動部は、前記X線撮影部を互いに直交する第1軸および第2軸のまわりで回転可能に前記アームを支持することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のX線撮影装置。 - 前記検出部は、前記被検体に取り付けられた光反射型マーカの位置に基づいて前記被検体の体動を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のX線撮影装置。
- 前記検出部は、前記被検体に取り付けられたX線マーカのX線画像における位置に基づいて前記被検体の体動を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のX線撮影装置。
- 前記検出部は、前記被検体に取り付けられたマーカの位置と、前記被検体の輪郭情報とに基づいて前記被検体の体動を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のX線撮影装置。
- 前記検出部は、前記被検体の撮影画像に設定される複数の対象領域の比較から得られるベクトルに基づいて前記被検体の体動を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のX線撮影装置。
- 前記X線撮影部は、X線管とX線検出器とを2式備えるバイプレーン構造であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載のX線撮影装置。
- 前記制御部は、前記体動に対する前記X線撮影部の移動又は回転の少なくとも一方による移動量が所定の閾値以下になるように制御すること特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項記載のX線撮影装置。
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