JP2016067533A - X線透視撮影装置およびマルチエネルギー撮影方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピークの異なる複数のエネルギー帯域のX線を、1以上の所定のフレーム毎に切り替えて被写体に照射し、予め定めたフレームレートで透過したX線から透視像を生成する。複数のピークの異なるエネルギー帯域のX線から生成した透視像を用い、被写体を構成する元素成分の成分画像を生成し、前記フレームレートで表示装置に成分毎に表示する。ピークの異なる複数のエネルギー帯域のX線は、複数の異なる金属箔を組み合わせたフィルタを通過させることにより実現する。
【選択図】 図3
Description
本実施形態のX線透視撮影装置全体の概略構成図を図1(a)〜(c)に例示する。本実施形態のX線透視撮影装置100(101、102、103)は、被写体150にX線を照射するX線発生装置110と、被写体150を透過したX線を検出するX線検出装置と、各部の動作を制御するとともに検出したX線から画像を生成する演算装置130と、アーム141と、移動装置142と、を備える。図中、144は、被写体150を搭載する寝台である。X線発生装置110と、X線検出装置120とは、アーム141によって移動装置142に接続される。
マルチエネルギー撮影とは、異なるエネルギーを持つ複数のX線を用いて被写体150の撮影を行い、得られたエネルギー毎の画像から、被写体150を構成する成分を物質ごとに弁別した、物質ごとの成分画像を得る撮影である。エネルギーが2種類の場合には、デュアルエネルギー撮影と呼ばれる。
本実施形態のX線発生装置110は、複数のエネルギー帯域のX線を、それぞれ独立して照射可能な構成を有する。X線発生装置110は、図3に示すように、被写体150にX線を照射するX線源112を有するX線管111と、X線源112から照射されるX線のエネルギー帯域を変化させるとともに狭帯域化するフィルタ113と、フィルタ113の動作を制御することにより、X線源112から照射されるX線のエネルギー帯域を切り替える切替器114を備える。
ここで、複数の異なる金属箔310を通過させることにより、多色X線から単色X線が得られることを図5(a)および図5(b)を用いて説明する。
切替器114は、上述のように、演算装置130からの指示に従って、各保持部(円板321、322)上の各金属箔310を、X線の通過位置に順番に配置する。このとき、X線透視撮影装置101が生成する透視像のフレームレートに同期させて切り替える。このとき、各円板321、322の回転速度、すなわち、1フレームあたりに回転させる中心角を制御することで、多様な組み合わせを得ることができる。
本実施形態の演算装置130の処理について説明する。本実施形態の演算装置130は、X線発生装置110およびX線検出装置120の動作を制御することにより、X線検出装置120が検出したX線から被写体150のX線画像を所定のフレームレートで取得し、取得したX線画像を表示装置に順次出力して動画として表示させる。本実施形態では、表示装置に表示されるX線画像は、透視像および後述する成分画像である。
計測制御部510は、X線発生装置110の動作を制御し、複数のエネルギー帯域のX線を、1以上の所定枚数のフレームごとに順番に切り替えて照射させる。そして、被写体150を透過したX線をX線検出装置120で検出させ、電気信号(計測像)として出力させる。そして、透視像生成部520および成分画像生成部530にフレームレートに同期して透視像および成分画像を生成させ、表示させる。
透視像生成部520は、X線検出装置120から出力された、計測像から透視像を生成する。本実施形態では、フレーム毎に得られた計測像に感度補正等を施し、透視像を得る。そして、得られた透視像を、計測制御部510の指示に従って、予め定めたフレームレートに同期して、順次出力して表示装置131に表示する。
成分画像生成部530は、複数のフレームそれぞれで得た透視像を用いて、前記被写体を構成する元素毎の成分画像を生成し、前記表示装置131に順次出力して動画として表示する。
本実施形態の計測制御部510による計測処理の概要を、図9のタイミングチャートを用いて説明する。ここでは、計測制御部510が、1フレーム毎に、X線発生装置110から照射するエネルギー帯域を切り替えるよう切替器114に指示を行い、成分画像生成部530が、生成した成分画像を、予め定めたフレームレートで表示装置131に順次出力して動画として表示させる。
また、前記保持部320は、前記金属箔310を円周方向に並べて保持する円板であり、前記切替器114は、前記円板を回転させることにより、前記複数種類の金属箔310を前記X線の通過位置に順番に配置してもよい。
さらに、前記保持部320は、前記円板を2以上備え、2以上の前記円板に保持される前記金属箔310は、それぞれ種類が異なり、前記2以上の円板は、前記X線の通過位置にそれぞれ配置され、前記切替器114は、2以上の前記円板をそれぞれ独立して回転させてもよい。
また、前記計測制御部510は、1フレーム毎に、前記X線発生装置110から照射するエネルギー帯域を切り替え、前記成分画像生成部530は、前記生成した成分画像を前記フレームレートで前記表示装置131に順次出力して動画として表示させてもよい。
フィルタ113の構成は、上記実施形態で説明した構成に限定されない。例えば、図12(a)に示すように、保持部320上に配置される金属箔310は、矩形であってもよい。
なお、上記実施形態では、K種の異なるエネルギー帯のX線による透視像から得られた(K−1)枚の成分画像を、それぞれ表示している。しかしながら、これに限定されない。例えば、得られた(K−1)枚の成分画像を加算して、1枚の加算画像を得るよう構成してもよい。各成分画像で元素が弁別されているため、これを重ねることで、軟組織から硬組織まで弁別でき、かつ、コントラストが強調された画像を得ることができる。
なお、上記実施形態および変形例では、X線を2種の異なる金属箔を透過させ、マルチエネルギー撮影で透視像および成分画像を取得し、リアルタイムに表示する場合を例にあげて説明した。しかしながら、2種の異なる金属箔の組み合わせたフィルタを用いる撮影は、マルチエネルギー撮影に限定されない。
Claims (10)
- 被写体にX線を照射するX線発生装置と、
前記被写体を透過したX線を検出するX線検出装置と、
前記X線発生装置および前記X線検出装置の動作を制御することにより、前記X線検出装置が検出したX線から前記被写体のX線画像を所定のフレームレートで取得し、当該X線画像を表示装置に順次出力して動画として表示させる演算装置と、を備え、
前記X線発生装置は、複数のエネルギー帯域のX線をそれぞれ独立して照射可能であり、
前記演算装置は、
前記X線発生装置から、前記複数のエネルギー帯域のX線を、1以上の所定枚数のフレームごとに順番に切り替えて照射させる計測制御部と、
複数のフレームそれぞれで得たX線画像を用いて、前記被写体を構成する元素毎の成分画像を生成し、前記表示装置に順次出力して動画として表示する成分画像生成部と、を備えること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1に記載のX線透視撮影装置であって、
前記X線発生装置から照射させるエネルギー帯域は、3以上であり、
前記成分画像生成部は、前記3以上のエネルギー帯域のX線によりそれぞれ得られる前記X線画像を用いて、2以上の元素についてそれぞれ前記成分画像を生成すること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1記載のX線透視撮影装置であって、
前記計測制御部は、1フレーム毎に、前記X線発生装置から照射するエネルギー帯域を切り替え、
前記成分画像生成部は、前記生成した成分画像を前記フレームレートで前記表示装置に順次出力して動画として表示させること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1記載のX線透視撮影装置であって、
前記計測制御部は、1フレーム毎に、前記X線発生装置から照射するエネルギー帯域を切り替え、
前記成分画像生成部は、前記生成した成分画像を加算して加算画像を得、前記フレームレートで当該加算画像を前記表示装置に動画として表示させること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項1記載のX線透視撮影装置であって、
前記X線発生装置は、
前記複数のエネルギー帯域を含むエネルギー帯域のX線を出射するX線源と、
前記X線源から出射されたX線から前記複数のエネルギー帯域のX線をそれぞれ選択的に透過させる複数種類の金属箔を備えるフィルタと、
前記複数種類の金属箔を前記X線の通過位置に順番に配置する切替器と、を備えること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項5記載のX線透視撮影装置であって、
前記フィルタは、前記複数種類の金属箔を平面状に並べて保持する保持部を備え、
前記切替器は、前記保持部を移動させることにより、前記複数種類の金属箔を前記X線の通過位置に順番に配置すること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項6記載のX線透視撮影装置であって、
前記保持部は、前記金属箔を円周方向に並べて保持する円板であり、
前記切替器は、前記円板を回転させることにより、前記複数種類の金属箔を前記X線の通過位置に順番に配置すること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項7記載のX線透視撮影装置であって、
前記保持部は、前記円板を2以上備え、
2以上の前記円板に保持される前記金属箔は、それぞれ種類が異なり、
2以上の前記円板は、前記X線の通過位置にそれぞれ配置され、
前記切替器は、2以上の前記円板をそれぞれ独立して回転させること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 請求項6記載のX線透視撮影装置であって、
前記金属箔は、2種類の異なる種類の金属箔を積層した構造であること
を特徴とするX線透視撮影装置。 - 複数の異なるエネルギー帯域のX線を、1以上の所定のフレーム数毎に順番に切り替えて被写体に照射し、
予め定めたフレームレートで、前記被写体を透過した前記X線から透視像を生成し、
直前に取得した複数の異なるエネルギー帯域のX線から生成した各透視像から成分画像を生成し、当該生成した成分画像を前記フレームレートで表示すること
を特徴とするX線透視撮影装置におけるマルチエネルギー撮影方法。
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