JP2013128661A - ステレオx線撮影装置、ステレオx線撮影方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線を照射する第一X線焦点7および第二X線焦点8と、第一X線焦点7および第二X線焦点8が発して被写体Pを透過したX線を検出するX線検出器と、X線検出器が検出したX線をX線画像として表示するステレオ表示部とを有し、第一X線焦点7によるX線照射領域11は、第二X線焦点8によるX線照射領域12に包含されるように設定される。
【選択図】図3
Description
しかしながら、従来のX線絞り装置では、被写体の必要部位をステレオ撮影する場合、二つのX線錐の内側は絞り込むことができなかった。このため、被写体に対して不要なX線を与えるという問題があった。特に、X線の照射の端部が左右で一致しないため、被写体のX線の被曝量が多くなるという問題があった。このため、特許文献1には、左右のX線の照射の端部が合致するような絞りを用いることによって、被曝量を低減する構成が開示されている。
また、特許文献2には、マルチX線装置に関して、X線の透視方向を容易に変更することができる技術が開示されている。具体的には、特許文献2のX線撮影装置には、マルチX線源と、X線が通過する複数の絞り孔が2次元状に形成され、これら複数の絞り孔の大きさ及び位置を調節可能なコリメータを備える。制御部は、第1の制御モードとして、X線源が変更された場合に観察領域を平行移動するため、変更後と変更前とで観察方向が平行になるように前記複数の絞り孔の大きさ及び位置を制御する。また、制御部は、第2の制御モードとして、X線源が変更された場合に観察方向を回転させるべく、変更後と変更前とで観察領域の中心が同じになるように前記複数の絞り孔の大きさ及び位置を制御する。
さらに、特許文献3には、複数方向からの照射を行うX線装置に関する技術が開示されている。特に、特許文献3には、小型のX線検出系で大きな画像を撮影する方法が開示されている。
以上のように、ステレオX線撮影は、2方向からX線を照射するため、単一の方向からの撮影に比して患者の被曝が増加する。しかしながら、被曝を減らすために照射領域を小さくすると病変の位置認識が難しくなる。
本発明のステレオX線撮影方法は、X線を照射する複数のX線焦点を有するX線発生部と、前記複数のX線焦点が発して被写体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器が検出したX線をステレオ表示するステレオ表示部とを有するステレオX線撮影装置を用いてステレオX線画像を得るためのステレオX線撮影方法であって、前記複数のX線焦点のうちの一のX線焦点による一のX線照射領域は、前記複数のX線焦点のうちの他の一のX線焦点による他の一のX線照射領域に包含されるように設定されることを特徴とする。
図1は、本発明の第1の実施例にかかるステレオX線撮影装置100の要部の構成を示す図である。なお、図1においては、ステレオX線撮影装置100が可搬型である構成を示すが、据置型であってもよい。図1に示すように、ステレオX線撮影装置100は、ステレオX線発生部1と、X線絞り部9(図略。図2参照)と、X線検出器3と、ステレオ表示部6と、操作部4と、制御部5とを有する。ステレオX線発生部1は、X線を照射する複数のX線焦点として、第一X線焦点7と第二X線焦点8とを有する。第一X線焦点7と第二X線焦点8とは、X線を交互に照射する。X線絞り部9は、第一X線焦点7と第二X線焦点8から照射されるX線を絞ることによって、第一X線焦点7によるX線の照射領域と、第二X線焦点8によるX線の照射領域を設定することができる(図2参照)。なお、X線絞りによるX線の照射領域の具体的な設定については後述する。また、説明の便宜上、第一X線焦点7によるX線の照射領域を「第一X線照射領域11」と称し、第二X線焦点8によるX線の照射領域を「第二X線照射領域12」と称する。ステレオX線発生部1が照射したX線は、被写体P(たとえば患者)を透過してX線検出器3に到達する。X線検出器3は、被写体Pを透過して到達したX線を電気信号に変換する。制御部5は、X線検出器3が変換した電気信号に画像処理を施し、X線画像を生成する。ここで、X線検出器3と制御部5は、第一X線焦点7から照射された被写体Pを透過したX線と、第二X線焦点8から照射されて被写体Pを透過したX線のそれぞれを、電気信号に変換してX線画像を生成する。すなわち、制御部5は、第一X線焦点7から照射されたX線によるX線画像(以下、第一X線画像21と称する)と、第二X線焦点8から照射されたX線によるX線画像(以下、第二X線画像22と称する)とを生成する。ステレオ表示部6は、生成されたX線画像をステレオ表示する。すなわち、ステレオ表示部6は、第一X線画像21と第二X線画像22とを用いて、ステレオ表示を行う。なお、ステレオ表示部6は、ステレオ画像を表示できる構成であればよく、従来公知の各種ステレオ表示装置が適用できる。操作部4は、観察者(使用者)が、ステレオX線撮影装置100を操作するために使用される。すなわち観察者は、操作部4を介して、ステレオX線発生部1と、X線絞り部9と、X線検出器3と、ステレオ表示部6とを操作する。
ここで、本発明の第1の実施例の作用効果について、従来例と比較して説明する。図3は、従来のステレオX線撮影装置900の構成を模式的に示す図である。図3(a)は、ステレオX線発生部901の第一X線焦点907および第二X線焦点908から照射されるX線と、X線絞り部9と、被写体Pの関心領域Aとの関係を示す図である。図3(b)は、X線検出器3に対するX線の照射領域を示す図である。図3(a)(b)に示すように、従来のステレオX線撮影においては、第一X線焦点907と第二X線焦点908から照射されるX線は、X線絞り部909により、何れも被写体Pの関心領域Aを照射するように設定される。このような構成であると、関心領域Aが被写体Pの全体の大きさに比較して小さい場合には、得られたステレオX線画像は、被写体Pのいずれの部位を撮影したものであるかの判別が困難になることがある。この問題を解決するため、関心領域Aを含む広い範囲に対してX線を照射してX線画像を得る構成がある。しかしながら、このような構成では、関心領域Aではない部位も、第一X線焦点907と第二X線焦点908の両方からX線を照射する必要がある。このため、被写体PのX線の被曝量が大きくなる。
これに対して、本発明の第1の実施例においては、関心領域A以外の部位には、第二X線焦点8からのみX線を照射し、第一X線焦点7からはX線を照射しない。このため、被写体Pの被曝量を、全体として低減することができる。そして、関心領域Aには、第二X線焦点8と第一X線焦点7との両方からX線が照射されるため、ステレオX線画像を得ることができる。このため、観察者は、関心領域Aをステレオ視することができる。さらに、関心領域Aの周辺の部位については、第二X線焦点8からのX線によってX線画像が得られる。このため、関心領域Aを含む広い範囲が可視化され、関心領域Aの位置の把握が容易となる。
そして、本発明の第一の実施例においては、図4(b),(c)に示す構成とは異なり、図4(a)に示すように、第一X線照射領域11は、第二X線照射領域12からはみ出すようには設定されない。得られたX線画像を用いてステレオ視できる領域は、第一X線照射領域11,911と第二X線照射領域12,912とが重複する領域である。このため、図4(b)(c)に示す構成では、ステレオ視できる領域は、第一X線照射領域911と第二X線照射領域912の一部(図4(c)中のハッチングが施される領域)となる。したがって、第一X線照射領域11が第二X線照射領域12に包含される構成に比較すると、ステレオ視できる部分が小さくなり、被写体Pの診断能の向上を図ることができない。これに対して、本発明の第1の実施例においては、図4(a)に示すように、第一X線照射領域11は、第二X線照射領域12に包含されるように設定される。このような構成によれば、第一X線照射領域11の全体を、ステレオ視できる。
そこで、図5(b)に示すように、制御部5は、第一X線画像21の周囲に所定の補完画像23を付加した画像を作成する。補完画像23が付加された画像を、以下、被補完画像24と称する。そして、ステレオ表示部6は、この被補完画像24と、第二X線画像22とを用いて、ステレオ表示を行う。具体的には、次のとおりである。
制御部5は、第一X線画像21(=関心領域Aが撮影された画像)の周囲に、補完画像23として第二X線画像22を付加する。そして、第二X線画像22が付加された画像を被補完画像24とする。換言すると、制御部5は、第二X線画像22のうち、関心領域Aが写っている部分を、第一X線画像21に置き換える。そして、置き換えられた画像を被補完画像24とする。このようにして作成された被補完画像24は、第二X線画像22と大きさおよび輝度が略同じである。したがって、被補完画像24と第二X線画像22とを用いてステレオ表示を行う構成であれば、観察者の左右の目に入るX線画像の大きさおよび輝度を略同じにできる。このため、観察者の目の疲労を低減することができる。そして、このような構成によれば、第二X線画像22と大きさおよび輝度が略同じ被補完画像24を、容易に作成することができる。
また、次のような構成であってもよい。まず、制御部5は、第二X線画像22について、関心領域A以外の部分(=関心領域Aの外側の部分)の平均輝度を算出する。次いで、制御部5は、算出した平均輝度と同じ輝度の画素からなる補完画像23を作成する。次いで、制御部5は、第一X線画像21の周囲に、補完画像23を付加して被補完画像24を作成する。ここで、補完画像23の外形寸法は、第二X線画像22と略同じとする。このような構成であっても、前記同様の効果が得られる。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。第2の実施例は、動画の撮影および表示に適用される構成である。なお、本発明の第1の実施例と共通の構成については、同じ符号を付して記し、説明は省略する。
第2の実施例においては、第一X線照射領域11の設定(=関心領域Aの設定)は、観察者によるX線絞り部9の操作によって行う構成であってもよく、制御部5の処理によって自動的に行う構成であってもよい。
ここで、第一X線照射領域11を自動的に設定する構成について説明する。制御部5は、画像処理を実行する画像処理部を有しており、この画像処理部が画像処理を実行することによって、第一X線照射領域11を設定する。具体的には、まず、第二X線焦点8を用いて、関心領域Aを含む広い範囲のX線画像を撮影する。次いで、制御部5の画像処理部は、第二X線焦点8のX線画像の動きベクトルの検出と、細線化処理とを実行する。そして、制御部5の画像処理部は、第二X線焦点8のX線画像のうち、動きベクトルが所定の閾値以上であり、かつ、細線化処理後の線分領域を、第一X線照射領域11(=関心領域A)として設定する。ここでは、エッジ成分からノイズ成分を削除した画像を線分画像とし、線分画像を含む領域を線分領域とする。動きベクトルを検出する方法としては、ブロックマッチング法や勾配法など、公知の各種方法が適用できる。
動きベクトルの検出は、たとえば、血管中のカテーテルの移動や、血管中の造影剤の移動や、治療器具などの移動を、X線画像によって検出することを目的とする。したがって、動きベクトルの「所定の閾値」は、これらが検出できる値に設定される。このように、「所定の閾値」は、適宜設定されるものであり、特に限定されるものではない。
細線化処理には、周波数フィルタリングや、アンシャープマスキングなど、公知の各種細線化処理が適用される。また、細線化処理は、先鋭化処理されたX線画像に対して施される。
先鋭化処理は、X線画像に包含されるエッジ部分を抽出することを目的とする。そして、先鋭化処理が施された画像に細線化処理をすることで、微小なノイズ成分を除去することができる。細線化処理が施された画像の線分領域を関心領域Aとして設定することによって、カテーテルの先端、造影剤の流れの先端、治療器具の先端を検出できる。
ここで、動きベクトルが所定の閾値以上である領域と、細線化処理後の線分領域は、いずれも当該部分を囲む矩形領域で決定される。決定された矩形領域は、操作部4に表示される。そして、この矩形領域は、操作者が変更することが可能である。
まず、ステレオX線撮影装置100は、第二X線焦点8を用いて、関心領域Aを含む広い範囲のX線画像(=第二X線画像22)を撮影する。この時点では、第一X線画像21が存在しないため、ステレオ表示部6は、第二X線画像22のみを表示する。すなわち、ステレオ表示部6は、ステレオ表示のための左右の画像の信号のうち、一方が存在しない状態で表示を行う。なお、ステレオ表示部6は、第一X線画像21に代えて第二X線画像22を表示する構成であってもよい。すなわち、ステレオ表示部6は、ステレオ表示のための左右の信号が同一の画像の信号である状態で表示を行う。このような構成であると、観察者の左右の目に同じ画像が入るため、ステレオ表示にはならないが、観察者の目の疲労の低減を図ることができる。
そして、制御部5の画像処理部は、前記処理を実行することによって、関心領域Aを決定する。なお、制御部5の画像処理部は、関心領域Aを大きめに設定する。すなわち、ここで制御部5の画像処理部により設定される関心領域Aは、本来観察したい部位(=本来の意味での関心領域A)よりも広い範囲に設定される。その後、第一X線焦点7は設定された関心領域AにX線を照射し、X線検出器3は第一X線焦点7から照射されて被写体Pを透過したX線を検出し、制御部5は、第一X線画像21を生成する。そして、ステレオ表示部6は、第一X線画像21と第二X線画像22とを用いて、ステレオ表示を行う。このような構成によれば、ステレオ表示部6は、関心領域Aをステレオ表示できる。
その後、関心領域Aを絞り込む場合には、X線絞り部9によって、第一X線照射領域11(=関心領域A)を狭める。なお、関心領域Aを絞り込むために、第一X線照射領域11の位置や大きさや範囲を変更する場合においても、第一X線照射領域11が第二X線照射領域12に包含される設定に維持される。また、第二X線照射領域12の大きさは、関心領域Aの位置や範囲の認識を容易にするため、変更されずに維持される。
ここで、第1の実施例と同様に、第一X線画像21に補完画像23を付加した被補完画像24を作成し、被補完画像24を用いてステレオ表示を行う構成であってもよい。このような構成によれば、観察者の目の疲労を低減することができる。
また、前記実施形態においては、ステレオX線撮影装置100が、複数のX線焦点として、第一X線焦点7と第二X線焦点8の2つを有する構成を示したが、X線焦点の数は限定されない。ステレオX線撮影装置100が3つ以上のX線焦点を有し、それらのうちの2つを選択的に用いてステレオX線撮影およびステレオ表示を行う構成であってもよい。
Claims (7)
- X線を照射する複数のX線焦点を有するX線発生部と、
前記複数のX線焦点が発して被写体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器が検出したX線をステレオ表示するステレオ表示部と、
を有し、
前記複数のX線焦点のうちの一のX線焦点による一のX線照射領域は、前記複数のX線焦点のうちの他の一のX線焦点による他の一のX線照射領域に包含されるように設定されることを特徴とするステレオX線撮影装置。 - 前記表示部は、前記一のX線照射領域をステレオ表示するとともに、前記一のX線照射領域の周囲に、前記他の一のX線照射領域のX線画像と略同じ大きさの補完画像23を表示することを特徴とする請求項1に記載のステレオX線撮影装置。
- 前記補完画像23は、前記他の一のX線焦点が照射するX線により撮影されたX線画像であることを特徴とする請求項2に記載のステレオX線撮影装置。
- 前記補完画像23は、前記他の一のX線焦点が照射するX線により撮影されたX線画像の平均輝度を有する画素からなる画像であることを特徴とする請求項2に記載のステレオX線撮影装置。
- 前記一のX線照射領域は、前記他の一のX線照射領域のX線画像のうちの動きベクトルが所定の閾値以上で、かつ、前記他の一のX線照射領域のX線画像が細線化処理された線分領域であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のステレオX線撮影装置。
- 前記一のX線照射領域は、一辺が50mm以上の矩形の領域であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のステレオX線撮影装置。
- X線を照射する複数のX線焦点を有するX線発生部と、前記複数のX線焦点が発して被写体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器が検出したX線をステレオ表示するステレオ表示部とを有するステレオX線撮影装置を用いてステレオX線画像を得るためのステレオX線撮影方法であって、
前記複数のX線焦点のうちの一のX線焦点による一のX線照射領域は、前記複数のX線焦点のうちの他の一のX線焦点による他の一のX線照射領域に包含されるように設定されることを特徴とするステレオX線撮影方法。
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