JP2014117368A - Ｘ線診断装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線診断装置において、過去画像が取得された際の撮影条件及びポジショニングを本撮影で容易に再現し、被検体の過去及び現在の比較診断効率を向上させること。
【解決手段】Ｘ線診断装置１は、Ｘ線を照射するＸ線管と、Ｘ線を検出するＸ線検出器と、光学カメラ１８とを備える撮影装置本体と、記憶装置２４から被検体の画像と、その画像の撮影条件とを取得する取得手段３１と、取得された画像に基づいて、被検体のガイドを示すガイド画像を生成する第１ガイド画像生成手段３２と、光学カメラ１８を制御して、被検体と同一被検体を光学撮影する光学撮影手段３３と、光学撮影による光学動画像の各光学画像にガイド画像を合成した合成動画像を制御室側表示装置２６に表示させる第１合成動画像生成手段３４と、を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線撮影に使用されるＸ線診断装置及びその制御方法に関する。

Ｘ線診断装置は、被検体にＸ線を照射し、透過Ｘ線をＸ線検出器で検出することで被検体のＸ線信号を得る。そして、画像処理部でＸ線信号を処理することにより、表示部に透過Ｘ線画像を表示する。一般的なＸ線診断装置では、Ｘ線検出器を立位撮影台及び臥位撮影台に組み合わせたシステムが知られており、天井に設けられた稼動式の支持器を用いてＸ線管を懸垂し、操作部により立位撮影台又は臥位撮影台に対して適切な撮影位置に移動、回転させて撮影を行なっている。

上肢骨、下肢骨を骨折した場合、一般撮影をし、骨折の診断及びその後の経過観察を行なうのが一般的である。経過観察では定期的（例えば、週１ペース）にＸ線撮影して、透過Ｘ線画像に基づいて骨のくっつき具合や再びずれたりしていなかが観察されている。この時、経過観察に用いられる透過Ｘ線画像は、過去に撮影された透過Ｘ線画像と同様な条件（撮影条件やポジショニング等）で撮影されたものである方が治療経過を観察し易い。

撮影条件（Ｘ線管球と検出器との距離（拡大率）や入射角等々）を撮影時に記録し、経過観察等で次回撮影する際に利用して撮影条件を再現して撮影する。患者のポジショニングについては、技師が過去画像を参考に目的のポジショニングになるように患者を誘導する。口頭の指示だけでは難しい場合には技師が患者の肢体を動かしてポジショニングを行なう。また、透視撮影により微量なＸ線を出し続け、リアルタイムに撮影して位置合わせを行なうこともある。

なお、本実施形態のＸ線診断装置の関連技術として、撮影条件を設定することで撮影時の作業を簡略化できるＸ線診断装置が開示されている（特許文献１参照）。また、過去画像から左右対称性や大胸筋の位置を評価し、その点数をベースに患者固有の（体系等に起因した）ポジショニング注意事項を作成、次回の撮影時に提示するＸ線診断装置が開示されている（特許文献２参照）。

特開２００８−１８８３３５号公報 特開２０１０−５１４５５号公報

しかしながら、撮影条件は、過去の撮影条件をＤＢから読み出して再現することが可能だが、患者のポジショニングについては、技師が自身の経験や感覚で指示しているため細かな部分を再現すること（例えば、関節をｘ度曲げた撮影）が難しい。ポジショニングが悪いために観察が困難だったり、再撮影することで無駄に患者が被曝したりする。

さらに、撮影室にて患者のポジショニングを整えた後、技師は撮影室を出てコンソールを操作し撮影の準備をするがその間に間があり、患者がポーズを維持できず崩れてしまう場合がある。加えて、肢体を触られてのポジショニングは患者にとって不快な場合もある。透視によるポジショニングによっても、微量ながらも患者が被曝してしまう。

なお、特許文献１は、撮影条件の設定を支援するのみで、患者のポジショニングを支援するものではない。特許文献２は、過去撮影と比較して同じ撮影条件や同じポジショニングにおける撮影を再現するものではない。

本発明に係るＸ線診断装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、光学カメラとを備える撮影装置本体と、記憶装置から被検体の画像と、その画像の撮影条件とを取得する取得手段と、前記取得された画像に基づいて、前記被検体のガイドを示すガイド画像を生成するガイド画像生成手段と、前記光学カメラを制御して、前記被検体と同一被検体を光学撮影する光学撮影手段と、前記光学撮影による光学動画像の各光学画像に前記ガイド画像を合成した合成動画像を表示装置に表示させる表示手段と、を有する。

本発明に係るＸ線診断装置の制御方法は、上述した課題を解決するために、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、光学カメラとを備える撮影装置本体を備えるＸ線診断装置の制御方法において、記憶装置から被検体の画像と、その画像の撮影条件とを取得し、前記取得された画像に基づいて、前記被検体のガイドを示すガイド画像を生成し、前記光学カメラを制御して、前記被検体と同一被検体を光学撮影し、前記光学撮影による光学動画像の各光学画像に前記ガイド画像を合成した合成動画像を表示装置に表示させる。

本実施形態のＸ線診断装置の一部構成を示す外観図。 本実施形態のＸ線診断装置の全体構成図。 本実施形態のＸ線診断装置の機能を示すブロック図。 第１ガイド画像生成手段の機能の詳細を示す図。 撮影部位の過去Ｘ線画像の一例を示す図。 骨・軟部組織領域の一例を示す図。 骨・軟部組織領域の芯線の一例を示す図。 第１ガイド画像の一例を示す図。 過去Ｘ線画像と同一撮影部位の光学動画像の一例を示す図。 （ａ）（ｂ）は、光学カメラの撮影角度及び画角を説明するための図。 第１合成動画像の一例を示す図。 第２ガイド動画像生成手段の機能の詳細を示す図。 肢体領域の一例を示す図。 肢体領域の芯線の一例を示す図。 第２ガイド動画像の一例を示す図。 第２合成動画像の一例を示す図。 第１ガイドと第２ガイドとの一致を説明するための図。 第２ガイドのうち、第１ガイドに幅をもたせた第１´ガイドに含まれない部分の一例を示す図。 本実施形態のＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。 本実施形態のＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。

本発明に係るＸ線診断装置及びその制御方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態のＸ線診断装置の一部構成を示す外観図である。図２は、本実施形態のＸ線診断装置の全体構成図である。

図１及び図２は、本実施形態のＸ線診断装置１を示す。そのＸ線診断装置１は、撮影装置本体１０及び画像処理装置（コンソール）２０を備える。撮影装置本体１０は、撮影室に備えられる一方、画像処理装置２０は、撮影室に隣接する制御室に備えられる。

撮影装置本体１０は、Ｘ線管１１、立位撮影台１２、臥位撮影台１３、天井レール１４、台車部１５、支柱部１６、高電圧発生装置１７、光学カメラ１８、及び撮影室側表示装置１９を備える。

Ｘ線管１１は、高電圧発生装置１７から電力供給を受けて、立位撮影台１２の前、又は、臥位撮影台１３の上に配置された患者の撮影部位（被検体）にＸ線を照射する。Ｘ線管１１は−１８０°〜＋１８０°の範囲で支柱部１６に対して回転可能である。Ｘ線管１１は、画像処理装置２０のメイン制御装置２１による制御の下、支柱部１６の上下方向の伸縮に従って高さＨが変更される。

立位撮影台１２は、Ｘ線管１１に対向する位置に縦に配置される。立位撮影台１２は、患者の透過Ｘ線を検出して画像データとして出力するＸ線検出器１２ａを内蔵する。立位撮影台１２は、画像処理装置２０のメイン制御装置２１による制御の下、Ｘ線管１１の高さＨの変更に従って、Ｘ線検出器１２ａの高さＨを変更する。

臥位撮影台１３は、患者を載置可能なように横向きに配置される。臥位撮影台１３は、患者の透過Ｘ線を検出して画像データとして出力するＸ線検出器１３ａを内蔵する。

天井レール１４は、天井Ｃに敷設される。

台車部１５は、支柱部１６を介してＸ線管１１を支持する。台車部１５は、天井レール１４に沿って移動可能なように天井レール１４に係合される。台車部１５は、画像処理装置２０のメイン制御装置２１による制御の下、Ｘ線管１１が立位撮影台１２の側と臥位撮影台１３の側との間を移動可能である。すなわち、台車部１５は、Ｘ線管１１（Ｘ線焦点）及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄを変更可能である。なお、台車部１５は、天井レール１４に沿った方向と、その直交方向との水平方向に移動可能なように設置されてもよい。

支柱部１６は、台車部１５に支持され、その下端のＸ線管１１を垂直・水平方向に回転自在に支持する。支柱部１６は、画像処理装置２０のメイン制御装置２１による制御の下、上下方向に伸縮自在である。

高電圧発生装置１７は、画像処理装置２０のメイン制御装置２１による制御の下、Ｘ線管１１に高電圧電力を供給する。

光学カメラ１８は、画像処理装置２０のメイン制御装置２１による制御の下、光学撮影を行なって光学画像（光学動画像）を取得する。光学カメラ１８としては、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラやＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ等が挙げられる。図１に示す例では、光学カメラ１８は、カメラ角度調整台（図示しない）を介してＸ線管１１に取り付けられるものとするが、その場合に限定されるものではなく、例えば、天井Ｃに吊設されるものであってもよい。

撮影室側表示装置１９は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）等によって構成される。撮影室側表示装置１９は、光学撮影されている被検体を含む患者が視認可能な位置に備えられ、画像処理装置２０のメイン制御装置２１による制御の下、ビデオ信号に基づいて、後述する第１合成動画像や第２合成動画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に表示する。

画像処理装置２０は、コンピュータをベースとして構成されており、Ｘ線診断装置１全体の動作制御や、撮影装置本体１０によって取得された複数のＸ線画像（Ｘ線画像データ）に関する画像処理等を行なう装置である。画像処理装置２０は、メイン制御装置２１、Ｘ線撮影制御装置２２、ＡＤ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換装置２３ａ，２３ｂ、記憶装置２４、制御室側表示装置２５、及び入力装置２６を有する。なお、画像処理装置２０は、規格に応じた通信制御を行なう通信制御装置を設けてもよい。これにより、Ｘ線診断装置１は、通信制御装置を介してネットワーク網に接続することができる。

メイン制御装置２１は、図示しないＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及びメモリを備える。ＣＰＵは、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。メイン制御装置２１は、医師及び技師等のオペレータによって入力装置２６が操作等されることにより指令が入力されると、メモリに記憶しているプログラムを実行する。メモリは、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等を含む記憶装置である。メモリは、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵのワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。

Ｘ線撮影制御装置２２は、メイン制御装置２１による制御の下、モータ（図示しない）を介して台車部１５を水平方向に移動させ、支柱部１６を伸縮させることで撮影位置を設定し、高電圧発生装置１７を介してＸ線管１１からＸ線を照射させる。

ＡＤ変換装置２３ａは、メイン制御装置２１による制御の下、Ｘ線検出器１２ａから出力されるアナログ信号（ビデオ信号）をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換装置２３ｂは、メイン制御装置２１による制御の下、Ｘ線検出器１２ｂから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

記憶装置２４は、例えば、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクが読み取り装置（図示しない）に着脱不能で内蔵されている構成をもつＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）である。記憶装置２４は、メイン制御装置２１による制御の下、後述する各種画像データや、対応する撮影条件等を記憶する。

制御室側表示装置２５は、撮影室側表示装置１９と同様に、液晶ディスプレイやＣＲＴ等によって構成される。制御室側表示装置２５は、メイン制御装置２１による制御の下、ビデオ信号に基づいて、後述する各種画像データを種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に表示する。

入力装置２６としては、オペレータによって操作が可能なキーボード及びマウス等によって構成される。入力装置２６による操作に従った入力信号は、メイン制御装置２１に送られる。

図３は、本実施形態のＸ線診断装置１の機能を示すブロック図である。

図２に示すメイン制御装置２１がプログラムを実行することによって、Ｘ線診断装置１は、図３に示すように、取得手段３１、第１ガイド画像生成手段３２、光学撮影手段３３、第１合成動画像生成手段３４、第２ガイド動画像生成手段３５、第２合成動画像生成手段３６、一致判断手段３７、報知手段３８、及びＸ線撮影実行手段３９を有する。なお、各部３１乃至３９は、Ｘ線診断装置１の機能として備えられるものとして説明するが、Ｘ線診断装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。

取得手段３１は、記憶装置２４（又は、ネットワークを介して接続される図示しない画像サーバ）から患者の過去画像と、その過去画像の撮影条件とを取得する機能を有する。撮影条件には少なくとも、患者ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、撮影部位、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄや、高さＨや、Ｘ線の絞り径Ｒ（図１）の情報が含まれる。撮影条件には、その他、管電流、管電圧、及び照射時間等の情報が含まれる。

取得手段３１は、記憶装置２４から過去画像として、患者の過去のＸ線画像（過去Ｘ線画像）を取得したり、患者の過去の光学画像（過去光学画像）を取得したりする。本実施形態のＸ線診断装置１では、過去Ｘ線画像を取得する場合について説明する。

なお、図示しないが、Ｘ線管１１が水平方向に移動不可（支柱部１６が天井Ｃに固定）の場合、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄは固定であるので、撮影条件には少なくとも、図１に示すＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの高さＨや、Ｘ線の絞り径Ｒの情報が含まれる。

第１ガイド画像生成手段３２は、取得手段３１によって取得された過去Ｘ線画像に基づいて、撮影部位の第１ガイドを示す第１ガイド画像を生成する機能を有する。第１ガイド画像生成手段３２は、第１ガイドを、撮影部位の芯線、骨の輪郭、体表の輪郭のうちいずれかとする。以下、第１ガイド画像生成手段３２は、第１ガイドを、撮影部位の芯線とする場合について説明する。

図４は、第１ガイド画像生成手段３２の機能の詳細を示す図である。

図４に示すように、第１ガイド画像生成手段３２は、ＷＷ（ｗｉｎｄｏｗ ｗｉｄｔｈ）・ＷＬ（ｗｉｎｄｏｗ ｌｅｖｅｌ）調整手段３２ａ、エッジ強調手段３２ｂ、３値化手段３２ｃ、領域抽出手段３２ｄ、及び第１芯線算出手段３２ｅを有する。

ＷＷ・ＷＬ調整手段３２ａは、取得手段３１によって取得された撮影部位（下肢）の過去Ｘ線画像（図５に図示）に対して軟部組織が表示されるようにＷＷ及びＷＬを調整する機能を有する。

エッジ強調手段３２ｂは、ＷＷ・ＷＬ調整手段３２ａによってＷＷ及びＷＬが調整された過去Ｘ線画像にエッジ強調処理を施して肢体領域と、その他の背景領域とを明確にする機能を有する。

３値化手段３２ｃは、エッジ強調手段３２ａによってエッジ強調された過去Ｘ線画像を３値化処理して、過去Ｘ線画像を、肢体領域としての骨領域及び軟部組織領域と、背景領域とに分離する機能を有する。

領域抽出手段３２ｄは、３値化手段３２ｃによって分離された骨領域及び軟部組織領域を骨・軟部組織領域Ｂ（図６に図示）として抽出する機能を有する。

第１芯線算出手段３２ｅは、領域抽出手段３２ｄによって抽出された骨・軟部組織領域Ｂの芯線を第１ガイドＬ１（図７に図示）として算出して、第１ガイドＬ１の第１ガイド画像（図８に図示）を生成する機能を有する。

図３の説明に戻って、光学撮影手段３３は、取得手段３１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの高さＨに一致するように、Ｘ線撮影制御装置２２を介して立位撮影台１２及び支柱部１６を制御して、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの高さＨを調整する機能を有する。光学撮影手段３３は、取得手段３１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄに一致するように、Ｘ線撮影制御装置２２を介して台車部１５を制御して、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄを調整する機能を有する。光学撮影手段３３は、取得手段３１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄに対応するように光学カメラ１８の撮影角度θ（図示しないカメラ角度調整台）を調整し、取得手段３１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄと、取得手段３１によって取得された撮影条件としてのＸ線の絞り径Ｒとに対応するように画角（焦点位置）αを調整する機能を有する。

また、光学撮影手段３３は、取得手段３１によって取得された過去Ｘ線画像の患者と同一患者が立位撮影台１２の前に配置された後、過去Ｘ線画像の撮影部位と同一撮影部位（下肢）を光学撮影して光学動画像（図９に図示）を生成する機能を有する。なお、光学撮影手段３３によって生成された光学動画像の各光学画像に対して、光学カメラ１８の撮影角度によって生じる遠近感の歪みを補正して、正面（撮影角度＝０）から撮影されたような補正を行なってもよい。

なお、図示しないが、Ｘ線管１１が水平方向に移動不可（支柱部１６が天井Ｃに固定）の場合、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄは固定であるので、光学撮影手段３３は、取得手段３１によって取得された撮影条件としての高さＨに一致するように、Ｘ線撮影制御装置２２を介して立位撮影台１２及び支柱部１６を制御して、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの高さＨを調整する機能を有する。また、その場合、光学撮影手段３３は、取得手段３１によって取得された撮影条件としてのＸ線の絞り径Ｒに対応するように画角αを調整する。

図１０（ａ），（ｂ）は、光学カメラ１８の撮影角度θ・画角αを説明するための図である。

図１０（ａ）は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２ａと、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄ１と、光学カメラ１８の撮影角度θ１及び画角α１とを示す。図１０（ｂ）は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２ａと、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄ２と、光学カメラ１８の撮影角度θ２及び画角α２とを示す。ここでは、距離Ｄ１＜距離Ｄ２とする。

図１０（ａ）に示す場合、取得された撮影条件としてのＸ線管１１の高さＨと、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄ１とに一致するようにＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの位置が調整される。また、距離Ｄ１に基づいて、Ｘ線管１１に取り付けられた光学カメラ１８の撮影角度θ１が決定され、距離Ｄ１及び絞り径Ｒ（図１）に基づいて、光学カメラ１８の画角α１が決定される。同様に、図１０（ｂ）に示す場合、取得された撮影条件としてのＸ線管１１の高さＨと、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄ２とに一致するようにＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの位置が調整される。また、距離Ｄ２に基づいて、Ｘ線管１１に取り付けられた光学カメラ１８の撮影角度θ２が決定され、距離Ｄ２及び絞り径Ｒに基づいて、光学カメラ１８の画角α２が決定される。図１０（ｂ）に示す場合、図１０（ａ）に示す場合と比較して、光学カメラ１８の撮影角度θ２が（撮影角度θ１より）小さくなり、画角α２が（画角α１より）狭くなる。

光学カメラ１８はＸ線管１１に取り付けられているので、光学カメラ１８の撮影角度は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄ（Ｄ１，Ｄ２）に依存する。また、光学カメラ１８の画角は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄと、Ｘ線の絞り径Ｒとに依存する。

図３の説明に戻って、第１合成動画像生成手段３４は、光学撮影手段３３によって生成された光学動画像（図９に図示）の各光学画像に、第１ガイド画像生成手段３２によって生成された第１ガイド画像（図８に図示）を合成した第１合成画像を生成し、複数の第１合成画像に基づく第１合成動画像を生成し、それを撮影室側表示装置１９や制御室側表示装置２５に表示させる機能を有する。

図１１は、第１合成動画像の一例を示す図である。

図１１に示すように、第１合成動画像は、光学動画像上に、第１ガイドＬ１を含む第１ガイド画像が合成（重畳）されて構成される。操作者は、制御室側表示装置２５に表示される第１合成動画像を見ながら、患者に対して撮影位置の変更を指示する。また、患者は、撮影室側表示装置１９に表示される第１合成動画像を見ながら、自身の撮影位置を変更する。

図３の説明に戻って、第２ガイド動画像生成手段３５は、光学撮影手段３３によって生成された光学動画像（図９に図示）の各光学画像に基づいて第２ガイド画像を生成し、複数の第２ガイド画像に基づく第２ガイド動画像を生成する機能を有する。

図１２は、第２ガイド動画像生成手段３５の機能の詳細を示す図である。

図１２に示すように、第２ガイド動画像生成手段３５は、エッジ強調手段３５ａ、２値化手段３５ｂ、領域抽出手段３５ｃ、及び第２芯線算出手段３５ｄを有する。

エッジ強調手段３５ａは、光学撮影手段３３の光学撮影による光学動画像の各光学画像にエッジ強調処理を施して肢体領域と、その他の背景領域とを明確にする機能を有する。

２値化手段３５ｂは、エッジ強調手段３５ａによってエッジ強調された光学画像を２値化処理して、光学画像を、肢体領域と、背景領域とに分離する機能を有する。

領域抽出手段３５ｃは、２値化手段３５ｂによって分離された肢体領域Ｆ（図１３に図示）を抽出する機能を有する。

第２芯線算出手段３５ｄは、領域抽出手段３５ｃによって抽出された肢体領域Ｆの芯線を第２ガイドＬ２（図１４に図示）として算出して、第２ガイドＬ２の第２ガイド動画像（図１５に図示）の各第２ガイド画像を生成する機能を有する。

図３の説明に戻って、第２合成動画像生成手段３６は、第１合成動画像生成手段３４によって生成された第１合成動画像（図１１に図示）の各第１合成画像に、第２ガイド動画像生成手段３５によって生成された第２ガイド動画像（図１５に図示）の各第２ガイド画像を合成した第２合成画像を生成し、複数の第２合成画像に基づく第２合成動画像を生成し、それを撮影室側表示装置１９や制御室側表示装置２５に表示させる機能を有する。

図１６は、第２合成動画像の一例を示す図である。

図１６に示すように、第２合成動画像は、第１ガイドＬ１を含む第１合成動画像上に、第２ガイドＬ２を含む第２ガイド動画像が合成（重畳）されて構成される。操作者は、制御室側表示装置２５に表示される第２合成動画像を見ながら、患者に対して撮影位置の変更を指示する。また、患者は、撮影室側表示装置１９に表示される第２合成動画像を見ながら、自身の撮影位置を変更する。

図３の説明に戻って、一致判断手段３７は、第１ガイド画像生成手段３２によって生成された第１ガイド画像と、第２ガイド動画像生成手段３５によって生成された第２ガイド動画像の各第２ガイド画像とに基づいて、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致するか否かを判断する機能を有する。例えば、一致判断手段３７は、第１ガイド画像と第２ガイド画像との差分処理を実行して差分画像を生成し、第１ガイドＬ１（又は、第２ガイドＬ２）の消え残りの長さが閾値以内である場合、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致すると判断する。また、例えば、一致判断手段３７は、第１ガイド画像と第２ガイド画像とを重ね合わせ、第２ガイド画像の第２ガイドＬ２のうち、第１ガイド画像の第１ガイドＬ１に幅をもたせた第１´ガイドＬ１´に含まれない部分の長さが閾値以内である場合、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致すると判断する。

図１７は、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２との一致を説明するための図である。図１８は、第２ガイドＬ２のうち、第１ガイドＬ１に幅をもたせた第１´ガイドＬ１´に含まれない部分の一例を示す図である。

図１７は、第１ガイド画像と第２ガイド動画像の各第２ガイド画像とを重ね合わせた場合の、第１ガイド画像の第１ガイドＬ１に幅をもたせた第１´ガイドＬ１´と、第２ガイド画像の第２ガイドＬ２とを示す。第２ガイドＬ２のうち、第１´ガイドＬ１´に含まれない部分が図１８に示すように検出されると、第１´ガイドＬ１´に含まれない第２ガイドＬ２の部分の長さが算出される。

なお、第１ガイド画像と第２ガイド動画像の各第２ガイド画像とを重ね合わせ、第１ガイド画像の第１ガイドＬ１のうち、第２ガイド画像の第２ガイドＬ２に幅をもたせた第２´ガイドＬ２´に含まれない部分の長さが閾値以内である場合、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致すると判断されてもよい。又は、第１ガイドＬ１上の数点をサンプリングしておき、第２ガイドＬ２がサンプリングされた数点の全部（又は一部）を通れば第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致すると判断してもよい。

図３の説明に戻って、報知手段３８は、一致判断手段３７によって第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致しないと判断された場合、その旨（警告）を報知する機能を有する。報知手段３８は、警告を撮影室側表示装置１９や制御室側表示装置２５に表示させたり、スピーカ（図示しない）を介して音声出力させたりする。また、報知手段３８は、一致判断手段３７によって第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致しないと判断された場合、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致するまで、後述のＸ線撮影実行手段３９による制御を禁止するように構成されてもよい。

操作者は、報知手段３８によって警告が報知された場合、制御室側表示装置２５に表示される第１合成動画像や第２合成動画像を見ながら、患者に対して撮影位置の変更を指示する。また、患者は、報知手段３８によって警告が報知された場合、撮影室側表示装置１９に表示される第１合成動画像や第２合成動画像を見ながら、自身の撮影位置を変更する。

Ｘ線撮影実行手段３９は、報知手段３８によって警告が報知されない場合、取得手段３１によって取得された患者の過去画像の撮影条件に従ってＸ線撮影制御装置２２を介して撮影装置本体１０を制御してＸ線撮影を実行する機能を有する。Ｘ線撮影実行手段３９によって生成されたＸ線画像は、撮影条件と共に記憶装置（又は、ネットワークを介して接続される図示しない画像サーバ）に記憶され、次のＸ線撮影時に、過去Ｘ線画像として利用される。

なお、第２ガイド動画像生成手段３５によって生成された第２ガイド動画像（図１５に図示）のうち最終（Ｘ線撮影直前）の第２ガイド画像（静止画）を撮影条件と共に記憶装置（又は、ネットワークを介して接続される図示しない画像サーバ）に記憶し、次のＸ線撮影時に、過去光学画像として利用してもよい。その場合、取得手段３１は、記憶装置２４（又は、ネットワークを介して接続される図示しない画像サーバ）から患者の過去画像としての過去光学画像と、その過去光学画像の撮影条件とを取得し、第１ガイド画像生成手段３２は、取得手段３１によって取得された過去光学画像に基づいて、第１ガイド画像を生成する。

続いて、Ｘ線診断装置１の動作について、図１、図２、図１９、及び図２０を用いて説明する。

図１９及び図２０は、本実施形態のＸ線診断装置１の動作を示すフローチャートである。

まず、図１９の動作を説明すると、Ｘ線診断装置１は、記憶装置２４（又は、ネットワークを介して接続される図示しない画像サーバ）から患者の過去画像と、その過去画像の撮影条件とを取得する（ステップＳＴ１）。例えば、ステップＳＴ１では、Ｘ線診断装置１は、記憶装置２４から過去画像として、患者の過去Ｘ線画像を取得する。Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１によって取得された過去画像に基づいて、第１ガイド画像を生成する（ステップＳＴ２）。

Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの高さＨに一致するように立位撮影台１２及び支柱部１６を制御して、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの高さＨを調整する（ステップＳＴ３）。Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄに一致するように台車部１５を制御して、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄを調整する（ステップＳＴ４）。Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄに対応するように光学カメラ１８の撮影角度θを調整し、ステップＳＴ１によって取得された撮影条件としてのＸ線管１１及びＸ線検出器１２ａの間の距離Ｄと、ステップＳＴ１によって取得された撮影条件としてのＸ線の絞り径Ｒとに対応するように画角αを調整する（ステップＳＴ５）。

Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１によって取得された過去画像の患者と同一患者が立位撮影台１２の前に配置された後、過去画像の撮影部位と同一撮影部位を光学撮影して光学動画像（図９に図示）のあるタイミングの光学画像を生成する機能を有する（ステップＳＴ６）。なお、ステップＳＴ６によって生成された光学画像に対して、光学カメラ１８の撮影角度によって生じる遠近感の歪みを補正して、正面（撮影角度＝０）から撮影されたような補正を行なってもよい。

Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ６によって生成された光学画像（図９に図示の１枚）に、ステップＳＴ２によって生成された第１ガイド画像（図８に図示）を合成した第１合成画像を生成し（ステップＳＴ７）、それを撮影室側表示装置１９や制御室側表示装置２５に表示させる（ステップＳＴ８）。操作者は、制御室側表示装置２５に表示される第１合成動画像を見ながら、患者に対して撮影位置の変更を指示する。また、患者は、撮影室側表示装置１９に表示される第１合成動画像を見ながら、自身の撮影位置を変更する。

図２０の説明に移って、Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ６によって生成された光学画像（図９に図示の１枚）に基づいて第２ガイド画像（図１５に図示の１枚）を生成する（ステップＳＴ９）。

Ｘ線診断装置１は、図１９のステップＳＴ７によって生成された第１合成画像（図１１に図示の１枚）に、ステップＳＴ９によって生成された第２ガイド画像（図１５に図示の１枚）を合成した第２合成画像（図１６に図示の１枚）を生成し（ステップＳＴ１０）、それを撮影室側表示装置１９や制御室側表示装置２５に表示させる（ステップＳＴ１１）。操作者は、制御室側表示装置２５に表示される第２合成動画像を見ながら、患者に対して撮影位置の変更を指示する。また、患者は、撮影室側表示装置１９に表示される第２合成動画像を見ながら、自身の撮影位置を変更する。

Ｘ線診断装置１は、図１９のステップＳＴ２によって生成された第１ガイド画像と、ステップＳＴ９によって生成された第２ガイド画像とに基づいて、図１６に示す第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致するか否かを判断する（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２の判断にてＹＥＳ、すなわち、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致すると判断される場合、Ｘ線診断装置１は、図１９のステップＳＴ１によって取得された患者の過去画像の撮影条件に従ってＸ線撮影制御装置２２を介して撮影装置本体１０を制御してＸ線撮影を実行する（ステップＳＴ１３）。

一方、ステップＳＴ１２の判断にてＮＯ、すなわち、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致しないと判断される場合、Ｘ線診断装置１は、第１ガイドＬ１と第２ガイドＬ２とが一致しない旨（警告）を報知する（ステップＳＴ１４）。操作者は、報知手段３８によって警告が報知された場合、制御室側表示装置２５に表示される第１合成画像や第２合成画像を見ながら、患者に対して撮影位置の変更を指示する。また、患者は、報知手段３８によって警告が報知された場合、撮影室側表示装置１９に表示される第１合成画像や第２合成画像を見ながら、自身の撮影位置を変更する。

Ｘ線診断装置１は、患者を光学撮影して光学動画像（図９に図示）の次のタイミングの光学画像を生成する（ステップＳＴ６）。

本実施形態のＸ線診断装置１によると、過去画像が取得された際の撮影条件及びポジショニングを本撮影で容易に再現することができ、患者の治療経過を観察しやすくなり、過去及び現在の比較診断効率を向上させることができる。また、ポジショニングから過去画像のものよりずれても患者自身がズレを認識し適切に修正しやすくなり、撮影効率が向上する。

（変形例）
過去画像として、同一患者における過去画像に基づく第１ガイドと、過去画像の撮影条件とを利用することについて説明した。しかしながら、同一患者における画像を利用するのではなく、教科書データに基づく第１ガイドと、教科書データの撮影条件とを利用することもできる。教科書データに基づく第１ガイドとは、標準的なポジショニングによる画像から抽出した第１ガイドや、別途作成した標準的なポジショニングのための第１ガイドを指す。予め、身長、体重、及び年齢等の毎に教科書データをＤＢ（ｄａｔａ ｂａｓｅ）として蓄積しておき、ＤＢから取得された教科書データに基づいて第１ガイド画像を生成して第１合成動画像として表示する。

また、技師がその場で第１ガイドを手書きして、手書きされた第１ガイドの第１ガイド画像を生成して第１合成動画像として表示してもよい。

患者のケガの程度によってはポジショニングのために痛みを伴う場合があるが、第１変形例の場合、患者個人の裁量で無理なくポジショニングでき、患者に与える苦痛が小さくて済む。また、患者自身が技師に触れられることなくポジショニングでき、不快な思いをしなくて済む。

以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１ Ｘ線診断装置
１０ 撮影装置本体
２０ 画像処理装置（コンソール）
２１ メイン制御装置
３１ 取得手段
３２ 第１ガイド画像生成手段
３３ 光学撮影手段
３４ 第１合成動画像生成手段
３５ 第２ガイド動画像生成手段
３６ 第２合成動画像生成手段
３７ 一致判断手段
３８ 報知手段
３９ Ｘ線撮影実行手段

Claims (14)

1. Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、光学カメラとを備える撮影装置本体と、
   記憶装置から被検体の画像と、その画像の撮影条件とを取得する取得手段と、
   前記取得された画像に基づいて、前記被検体のガイドを示すガイド画像を生成するガイド画像生成手段と、
   前記光学カメラを制御して、前記被検体と同一被検体を光学撮影する光学撮影手段と、
   前記光学撮影による光学動画像の各光学画像に前記ガイド画像を合成した合成動画像を表示装置に表示させる表示手段と、
   を有するＸ線診断装置。
2. 前記光学撮影による光学動画像の各光学画像に基づいて、前記被検体のガイドを示す第２のガイド画像を生成する第２ガイド画像生成手段をさらに有し、
   前記表示手段は、前記合成動画像に前記第２のガイド画像を合成した第２合成動画像を前記表示装置に表示させる請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記ガイド画像のガイドと、前記第２のガイド画像のガイドとが略一致するか否かを判断する一致判断手段と、
   前記一致判断手段によって略一致すると判断された場合、前記撮影装置本体を制御して前記同一被検体のＸ線撮影を実行するＸ線撮影実行手段と、
   を有する請求項２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記被検体のガイドを、前記被検体の芯線、骨の輪郭、及び体表の輪郭のうちいずれかとする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置
5. 前記光学カメラは、前記Ｘ線源に取り付けられる請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記取得手段は、前記撮影条件として、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の高さを取得し、
   前記光学撮影手段は、前記高さに一致するように前記撮影装置本体を調整し、前記同一被検体を光学撮影する請求項５に記載のＸ線診断装置。
7. 前記取得手段は、前記撮影条件として、前記Ｘ線の絞り径を取得し、
   前記光学撮影手段は、前記絞り径に対応するように前記光学カメラの画角を調整し、前記同一被検体を光学撮影する請求項５に記載のＸ線診断装置。
8. 前記撮影装置本体は、前記Ｘ線検出器に対して前記Ｘ線源を水平方向に移動可能である構成を有する請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
9. 前記取得手段は、前記撮影条件として、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の高さと、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の間の距離とを取得し、
   前記光学撮影手段は、前記高さに一致するように前記撮影装置本体を調整し、前記距離に一致するように前記撮影装置本体を調整する請求項８に記載のＸ線診断装置。
10. 前記取得手段は、前記撮影条件として、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の間の距離と、前記Ｘ線の絞り径とを取得し、
    前記光学撮影手段は、前記距離に対応するように前記光学カメラによる撮影角度を調整し、前記距離及び前記絞り径に対応するように前記光学カメラの画角を調整する請求項８に記載のＸ線診断装置。
11. 前記表示装置は、前記撮影装置本体が備えられる部屋内で、前記光学撮影されている被検体を含む対象者が視認可能な位置に備えられる請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
12. 前記表示装置は、前記撮影装置本体が備えられる部屋外で、前記撮影装置本体を制御する制御室に備えられる請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
13. 前記記憶装置から、前記被検体の画像として、Ｘ線画像か、又は、前記光学画像を取得する請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
14. Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、光学カメラとを備える撮影装置本体を備えるＸ線診断装置の制御方法において、
    記憶装置から被検体の画像と、その画像の撮影条件とを取得し、
    前記取得された画像に基づいて、前記被検体のガイドを示すガイド画像を生成し、
    前記光学カメラを制御して、前記被検体と同一被検体を光学撮影し、
    前記光学撮影による光学動画像の各光学画像に前記ガイド画像を合成した合成動画像を表示装置に表示させるＸ線診断装置の制御方法。