JP2014033736A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】迅速かつ簡便に造影動画像から代表画像を選択することが可能なＸ線撮影装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線照射部と、Ｘ線検出部と、画像生成部と、照射条件制御部と、記憶部と、代表画像選択部とを備える。Ｘ線照射部は、被検体にＸ線を照射する。Ｘ線検出部は、被検体を透過したＸ線を検出する。画像生成部は、Ｘ線検出部による検出結果に基づいて複数のＸ線画像を時系列的に生成する。照射条件制御部は、画像生成部に逐次生成されたＸ線画像と当該Ｘ線画像を生成したときに照射されたＸ線の照射条件とに基づいて、Ｘ線の照射条件を逐次制御する。記憶部は、複数のＸ線画像のそれぞれと、当該Ｘ線画像を生成したときのＸ線の照射条件とを対応させて記憶する。代表画像選択部は、記憶された照射条件に基づいて複数のＸ線画像から代表画像を選択する。
【選択図】図１

Description

この発明の実施形態はＸ線撮影装置に関する。

ＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）や血管造影検査においては、カテーテルを例えば足の付け根付近から血管に挿入し、血管内を進めて目的の部位までカテーテルを誘導することが行われる。このカテーテル、もしくはカテーテル内を通したガイドワイヤーを目的の位置まで誘導する際、Ｘ線画像の透視下でこれらを行うことになる。しかしＸ線画像では造影剤などで強調しない限り血管の形態を把握することは困難である。また、造影剤を流し続けると、腎機能等への負担が大きくなる。そこで少量の造影剤を断続的に流して血管の形態を把握することが行われている。

例えば、血管狭窄部を拡張する処置を施す場合、処置前に造影剤を注入し造影動画像を取得する。そして、処置を施した後、造影剤を注入し造影動画像を取得する。このように処置の前後に取得された造影動画像のうち、血管狭窄部に造影剤が流れ込み、血管狭窄部の様子がよくわかるフレームを代表画像として静止画保存する。この静止画保存の際、従来は術者が造影動画像を再生させながらその造影動画像の複数フレームを目視で確認し、それら複数フレームの中から代表画像を選択し保存していた。

また、Ｘ線画像中に関心領域を指定し、その関心領域に含まれる輝度値の平均値に所定の閾値を設定して代表画像を選択することが提案されている。

特開２０１０−１３１０４８号公報

代表画像を選択する作業は患者の病状・容体によって短時間で行わなければならないが、動画を再生させながら目視によって代表画像を選択する場合、医師や技師は手技を中断してこの作業を行わなければならない。従って、この作業は煩雑なものとなり、さらに迅速性に欠ける。また、目視に頼った作業なので正確に代表画像を選択できない可能性がある。

また、関心領域を設定して代表画像を選択する場合、Ｘ線画像の撮影アングルを変更する毎に関心領域の指定等を行う必要があるので作業が冗長になる。また、この指定等の作業において患者は被曝することになるので、不要被曝の可能性がある。

この発明が解決しようとする課題は、迅速かつ簡便に造影動画像から代表画像を選択することが可能なＸ線撮影装置を提供することである。

実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線照射部と、Ｘ線検出部と、画像生成部と、照射条件制御部と、記憶部と、代表画像選択部とを備える。Ｘ線照射部は、被検体にＸ線を照射する。Ｘ線検出部は、被検体を透過したＸ線を検出する。画像生成部は、Ｘ線検出部による検出結果に基づいて複数のＸ線画像を時系列的に生成する。照射条件制御部は、画像生成部により逐次生成されたＸ線画像と当該Ｘ線画像を生成したときに照射されたＸ線の照射条件とに基づいて、Ｘ線の照射条件を逐次制御する。記憶部は、複数のＸ線画像のそれぞれと、当該Ｘ線画像を生成するために照射されたＸ線の照射条件とを対応させて記憶する。代表画像選択部は、記憶された照射条件に基づいて複数のＸ線画像から代表画像を選択する。

実施形態に係るＸ線撮影装置の構成例を表す機能ブロック図である。 実施形態に係るＸ線撮影装置の概要を表す模式図である。 実施形態に係るＸ線撮影装置の動作例を表すフローチャートである。

実施形態に係るＸ線撮影装置について図面を参照しながら説明する。

［構成］
図１を参照して、実施形態に係るＸ線撮影装置１の構成例を説明する。なお、「画像」と「画像データ」を同一視する場合がある。

Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線照射部１０と、Ｘ線検出部２０と、画像生成部３０と、制御部４０と、記憶部５０と、代表画像選択部６０と、表示部７０と、操作部８０とを備えて構成される。

（Ｘ線照射部）
Ｘ線照射部１０は、被検体にＸ線を照射する。Ｘ線照射部１０は、Ｘ線管１１を有する。更に、Ｘ線照射部１０は、図示しないインバータ及び高圧トランスを有する。Ｘ線管１１は、Ｘ線を発生させる。Ｘ線管１１は、フィラメントで構成される電子銃及びターゲットを有する。Ｘ線照射部１０は、インバータ及び高圧トランスを介してフィラメントとターゲットとの間に高電圧を印加し、フィラメントから飛び出した電子をターゲットに衝突させることでＸ線管１１からＸ線を発生させる。そして、Ｘ線照射部１０は、発生させたＸ線を被検体に照射する。

（Ｘ線検出部）
Ｘ線検出部２０は、被検体を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出部２０は、複数のＸ線検出素子を含んで構成される。Ｘ線検出部２０は、被検体を透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データをＸ線検出素子で検出し、そのＸ線強度分布データを検出結果として出力する。

（画像生成部）
画像生成部３０は、Ｘ線検出部２０による検出結果に基づいて複数のＸ線画像を時系列的に生成する。ここで、或る時相における検出結果に基づいて画像生成部３０が生成した画像を１つのＸ線画像（フレーム）とする。画像生成部３０は複数の時相のそれぞれにおける検出結果に基づいて複数の時相のそれぞれに対応したＸ線画像を生成する。つまり、画像生成部３０はＸ線画像を時相に対応づけて逐次生成する。なお、この生成処理において、画像生成部３０はオフセット補正、Ｘ線強度補正、及び欠陥画素の補正などを検出結果に適宜施してよい。

（制御部）
制御部４０は、Ｘ線撮影装置１の各部を制御する。制御部４０は、照射条件制御部４１を含む。照射条件制御部４１は、画像生成部３０により逐次生成されたＸ線画像と当該Ｘ線画像を生成したときに照射されたＸ線の照射条件とに基づいて、Ｘ線の照射条件を逐次制御する。この逐次制御処理は、Ｘ線画像のコントラストを変更するようにＸ線の照射条件をリアルタイムに制御する処理を含む。照射条件制御部４１は、Ｘ線画像及び照射条件をモニタし、Ｘ線照射部１０を制御して照射条件を変更し、Ｘ線画像のコントラストを変更する。照射条件制御部４１は、この制御処理を逐次行う。この制御処理には、自動輝度調整機構等の一般的な技術を適用してよい。

照射条件は、Ｘ線管１１の管電圧と管電流とのうちの少なくとも１つを含む。管電圧とは、Ｘ線管１１が有するフィラメントとターゲットとの間に印加された電圧である。管電流とは、Ｘ線管１１が有するフィラメントからターゲットに移動した電子の電荷量である。一般的に、これら照射条件はＸ線画像のコントラストに影響を及ぼす。従って、照射条件制御部４１は、管電圧及び／又は管電流を制御することによって、Ｘ線画像のコントラストを変更することができる。

制御部４０及び照射条件制御部４１は、例えば処理装置と記憶装置を含んで構成される。処理装置としては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられる。記憶装置は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）を含んで構成される。記憶装置には、Ｘ線撮影装置１の各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムが記憶されている。処理装置は、これらコンピュータプログラムを実行することで、上記制御処理を実現する。

（記憶部）
記憶部５０は、複数のＸ線画像のそれぞれと、当該Ｘ線画像を生成するために照射されたＸ線の照射条件とを対応させて記憶する。画像生成部３０により、Ｘ線画像は時相に対応付けられて生成されている。従って、記憶部５０に記憶された照射条件は、Ｘ線画像及び時相の双方に対応付けられる。記憶部５０は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤを含んで構成される。

（代表画像選択部）
図２を参照して、代表画像選択部６０について説明する。図２は、血管の分岐部に注目した血管造影検査において、造影剤注入後の時間と照射条件との関係を表す模式図である。記憶部５０に記憶された複数のＸ線画像Ｐｎのそれぞれは、照射条件及び時相に対応づけられている。代表画像選択部６０は、記憶された照射条件に基づいて複数のＸ線画像から代表画像を選択する。代表画像とは、注目領域の様子を好適に表すＸ線画像、つまり、造影剤が注目領域に好適に存在した時相に対応したＸ線画像である。

代表画像選択部６０は記憶部５０に記憶された管電圧又は管電流の最大値Ｉｍに基づいて代表画像Ｐｒを選択する。代表画像選択部６０は、最大値Ｉｍの時相ｔｍに対して所定時間Ｔｒだけ過去の時相ｔｒにおけるＸ線画像を代表画像Ｐｒとして選択する。当該技術分野において、検査中の照射条件は、図２のような上に凸状の推移を示すことが知られている。また、代表画像Ｐｒは、管電圧又は管電流の最大値に対して所定時間過去の時相に対応することが知られている。従って、代表画像選択部６０は、照射条件をモニタすることにより最大値Ｉｍを求め、最大値Ｉｍに対応した時相ｔｍ及び所定時間Ｔｒに基づいて過去の時相ｔｒを決定し、過去の時相ｔｒに対応したＸ線画像を代表画像Ｐｒとして選択することができる。検査中、代表画像選択部６０は、リアルタイムに照射条件をモニタし、この選択処理を逐次行う。選択された代表画像Ｐｒは記憶部５０に記憶される。検査中、新たに代表画像Ｐｒが選択されたとき、記憶部５０に既に記憶された代表画像Ｐｒはこの新たな選択処理によって更新される。このように、代表画像選択部６０は代表画像Ｐｒを逐次選択し、これを適宜更新するので、好適な代表画像を検査中に選択することができる。

所定時間Ｔｒは、例えば被検体の部位に基づいて予め設定される。代表画像選択部６０には頭部、胸部、腹部、脚部等の部位毎に対応した所定時間Ｔｒが記憶されている。ユーザは予め操作部８０を介して検査対象の部位を指定する。代表画像選択部６０は指定された部位に対応した所定時間Ｔｒを予め設定する。また、所定時間Ｔｒは、血管名、被検者の性別若しくは年齢、又は、検査項目に基づいて予め設定されてもよい。

管電圧が同じ時相が複数存在するとき、つまり、管電圧が一定の状態で照射条件制御部４１が管電流を変更したとき、代表画像選択部６０は、管電流の最大値を照射条件の最大値Ｉｍとする。つまり、代表画像選択部６０は、管電流の最大値に対応した時相のＸ線画像を代表画像として選択する。他方、管電流が同じ時相が複数存在するとき、つまり、管電流が一定の状態で照射条件制御部４１が管電圧を変更したとき、代表画像選択部は、前記管電圧の最大値を照射条件の最大値Ｉｍとする。つまり、代表画像選択部６０は、管電圧の最大値に対応した時相のＸ線画像を代表画像として選択する。なお、管電圧が同じ時相と管電流が同じ時相との双方が複数存在しないとき、又は、管電圧が同じ時相と管電流が同じ時相との双方が複数存在するとき、代表画像選択部６０は、管電流又は管電圧のいずれかを適宜選択し照射条件の最大値Ｉｍとしてよい。これらの場合に代表画像選択部６０が管電流と管電圧とのどちらを選択するかはユーザが予め設定してよい、または、代表画像選択部６０に予めデフォルト設定されてもよい。

［動作］
図３を参照して、この実施形態に係るＸ線撮影装置１の動作について説明する。

（Ｓ０１）
制御部４０は、Ｘ線照射部１０を制御して被検体にＸ線を照射させる。また、術者は被検体に造影剤を注入する。

（Ｓ０２）
制御部４０は、Ｘ線検出部２０を制御して被検体を透過したＸ線を検出させる。また、制御部４０は、画像生成部３０を制御して、Ｘ線検出部２０による検出結果に基づく複数のＸ線画像を時系列的に生成させる。

（Ｓ０３）
照射条件制御部４１は、画像生成部３０により逐次生成されたＸ線画像と当該Ｘ線画像を生成したときに照射されたＸ線の照射条件とに基づいて、Ｘ線の照射条件を逐次制御する。また、制御部４０は、記憶部５０を制御して、複数のＸ線画像のそれぞれと、当該Ｘ線画像を生成するために照射されたＸ線の照射条件とを対応させて記憶させる。

（Ｓ０４〜Ｓ０６）
制御部４０は、代表画像選択部６０を制御して、記憶された照射条件に基づいて、複数のＸ線画像から代表画像を選択させる。代表画像選択部６０は、照射条件をモニタすることにより最大値Ｉｍを求め、最大値Ｉｍに対応した時相ｔｍ及び所定時間Ｔｒに基づいて過去の時相ｔｒを決定し、過去の時相ｔｒに対応したＸ線画像を代表画像Ｐｒとして選択する。

［作用・効果］
この実施形態に係るＸ線撮影装置の作用及び効果を説明する。

Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線照射部１０と、Ｘ線検出部２０と、画像生成部３０と、照射条件制御部４１と、記憶部５０と、代表画像選択部６０とを備える。Ｘ線照射部１０は、被検体にＸ線を照射する。Ｘ線検出部２０は、被検体を透過したＸ線を検出する。画像生成部３０は、Ｘ線検出部２０による検出結果に基づいて複数のＸ線画像を時系列的に生成する。照射条件制御部４１は、画像生成部３０により逐次生成されたＸ線画像と当該Ｘ線画像を生成したときに照射されたＸ線の照射条件とに基づいて、Ｘ線の照射条件を逐次制御する。記憶部５０は、複数のＸ線画像のそれぞれと、当該Ｘ線画像を生成するために照射されたＸ線の照射条件とを対応させて記憶する。代表画像選択部６０は、記憶された照射条件に基づいて複数のＸ線画像から代表画像Ｐｒを選択する。このように、動画を再生させながら医師や技師が目視によって代表画像を選択するという作業を介することなく、代表画像を選択することができる。それにより、迅速かつ簡便に造影動画像から代表画像を選択することが可能なＸ線撮影装置を提供できる。

また、Ｘ線照射部１０はＸ線管１１を備え、照射条件はＸ線管の管電圧と管電流とのうちの少なくとも１つを含む。また、照射条件制御部４１は、管電圧及び／又は管電流を制御することによって、Ｘ線画像のコントラストを変更する。このように、照射条件制御部４１は、Ｘ線画像のコントラストに影響を及ぼす照射条件を制御する。それにより、注目領域の様子を好適に表すＸ線画像を生成するＸ線撮影装置を提供できる。

また、代表画像選択部６０は記憶部５０に記憶された管電圧又は管電流の最大値Ｉｍに基づいて代表画像Ｐｒを選択する。また、代表画像選択部６０は、最大値Ｉｍの時相ｔｍに対して所定時間Ｔｒだけ過去の時相ｔｒにおけるＸ線画像を代表画像Ｐｒとして選択する。このように、代表画像選択部６０は照射条件をモニタして自動的に代表画像Ｐｒを選択する。それにより、簡便に代表画像を選択するＸ線撮影装置を提供できる。

また、所定時間Ｔｒは、被検体の部位に基づいて予め設定される。つまり、撮影される部位毎に好適な所定時間Ｔｒを設定できる。それにより、正確に代表画像を選択するＸ線撮影装置を提供できる。

また、管電圧が同じ時相が複数存在するとき、代表画像選択部６０は、管電流の最大値を照射条件の最大値Ｉｍとする。また、管電流が同じ時相が複数存在するとき、代表画像選択部６０は、管電圧の最大値を照射条件の最大値Ｉｍとする。つまり、管電圧または件電流のどちらか一方を一定とし、他方を変更したとき、代表画像選択部６０は、正確に最大値Ｉｍを決定し、代表画像Ｐｒを選択できる。それにより、正確に代表画像を選択するＸ線撮影装置を提供できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ Ｘ線撮影装置
１０ Ｘ線照射部
１１ Ｘ線管
２０ Ｘ線検出部
３０ 画像生成部
４０ 制御部
４１ 照射条件制御部
５０ 記憶部
６０ 代表画像選択部
７０ 表示部
８０ 操作部
Ｉｍ 最大値
Ｐｎ Ｘ線画像
Ｐｒ 代表画像
Ｔｒ 所定時間
ｔｍ 時相
ｔｒ 過去の時相

Claims (8)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線検出部による検出結果に基づいて複数のＸ線画像を時系列的に生成するＸ線画像生成部と、
   前記Ｘ線画像生成部により逐次生成されたＸ線画像と当該Ｘ線画像を生成するために照射されたＸ線の照射条件とに基づいて、Ｘ線の照射条件を逐次制御する照射条件制御部と、
   前記複数のＸ線画像のそれぞれと、当該Ｘ線画像を生成するために照射されたＸ線の照射条件とを対応させて記憶する記憶部と、
   記憶された前記照射条件に基づいて前記複数のＸ線画像から代表画像を選択する代表画像選択部と
   を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記Ｘ線照射部はＸ線管を備え、
   前記照射条件は前記Ｘ線管の管電圧と管電流とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記照射条件制御部は、前記管電圧及び／又は前記管電流を制御することによって、前記Ｘ線画像のコントラストを変更することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記代表画像選択部は前記記憶部に記憶された前記管電圧又は前記管電流の最大値に基づいて前記代表画像を選択することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記代表画像選択部は、前記最大値の時相に対して所定時間だけ過去の時相におけるＸ線画像を前記代表画像として選択することを特徴とする請求項３に記載のＸ線撮影装置。
6. 前記所定時間は、前記被検体の部位に基づいて予め設定されることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮影装置。
7. 前記管電圧が同じ時相が複数存在するとき、前記代表画像選択部は、前記管電流の最大値を前記照射条件の最大値とすることを特徴とする請求項５または６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
8. 前記管電流が同じ時相が複数存在するとき、前記代表画像選択部は、前記管電圧の最大値を前記照射条件の最大値とすることを特徴とする請求項５または６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。

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