JP2019198375A - Ｘ線診断装置およびｘ線診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線管の中心を容易に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影することができるＸ線診断装置およびＸ線診断方法を提供する。【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管の中心の位置とＸ線検出器とが互いの位置関係を維持するように連動するＸ線診断装置であって、設定部と、撮影制御部とを備える。設定部は、表示部に表示された被検体の参照画像に対するユーザの入力にもとづいて、被検体のＸ線撮影時のＸ線管の中心の位置を設定する。撮影制御部は、設定部により設定された設定位置にＸ線管の中心を移動させて被検体のＸ線撮影を行わせるようＸ線管およびＸ線検出器を制御する。【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置およびＸ線診断方法に関する。

一般撮影Ｘ線装置やＸ線ＴＶ装置などのＸ線診断装置により生成されたＸ線画像は、被検体の関心位置の観察に利用される。正確に精度良く観察を行うためには、Ｘ線画像の歪みは少ないことが望ましい。

しかし、検出面がほぼ平面であるＸ線検出器を用いるＸ線診断装置では、Ｘ線検出器の位置のうち、Ｘ線管の焦点の中心（以下、Ｘ線管の中心という）に正対する位置に比べ、Ｘ線管の中心の正面の位置から離れた位置では、画像の歪みが大きくなってしまう。このため、被検体の関心位置のＸ線撮影は、被検体の関心位置の正面位置にＸ線管の中心を位置させて実行されることが好ましい。

特開２００４−２３６９１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線管の中心を容易に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影することである。

実施形態に係るＸ線診断装置は、実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管の中心の位置とＸ線検出器とが互いの位置関係を維持するように連動するＸ線診断装置であって、設定部と、撮影制御部とを備える。設定部は、表示部に表示された被検体の参照画像に対するユーザの入力にもとづいて、被検体のＸ線撮影時のＸ線管の中心の位置を設定する。撮影制御部は、設定部により設定された設定位置にＸ線管の中心を移動させて被検体のＸ線撮影を行わせるようＸ線管およびＸ線検出器を制御する。

本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置の一構成例を示すブロック図。 Ｘ線診断装置の他の構成例を示すブロック図。 従来の長尺画像を生成するための従来の長尺撮影の手順の一例を示す説明図。 処理回路のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図。 （ａ）は図１に示すＸ線診断装置におけるカメラによるカメラ画像撮影の一例を示す説明図、（ｂ）は、図２に示すＸ線診断装置におけるカメラによるカメラ画像撮影の一例を示す説明図。 本実施形態に係る距離算出機能による距離算出の態様の一例を示す説明図。 長尺撮影のためのＸ線管の中心位置の設定受付画像の初期画像の表示例を示す説明図。 図７に示す初期画像に対して設定位置対応画像が撮影範囲の長手方向に調整される場合の一例を示す説明図。 図７に示す初期画像に対して、撮影範囲の長手方向の両端位置を不変としつつ、設定位置対応画像が撮影範囲の長手方向に調整される場合の一例を示す説明図。 設定位置対応画像が撮影範囲の短手方向に調整される場合の一例を示す説明図。 長尺画像の撮影範囲を構成する撮影領域の数の変更受付画像の表示例を示す説明図。 図１に示すＸ線診断装置の処理回路により、Ｘ線管の中心を容易に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影し、Ｘ線画像上で指定された関心位置間の距離を正確に求める際の手順の一例を示すフローチャート。 図１２のステップＳ２で管球中心設定機能により実行される管球中心位置の設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャート。 図１２のステップＳ２で管球中心設定機能により実行される管球中心位置の設定処理の手順の他の例を示すサブルーチンフローチャート。

本発明に係るＸ線診断装置およびＸ線診断方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管の中心の位置とＸ線検出器とが互いの位置関係を維持するように連動するよう構成されたものである。

図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置１の一構成例を示すブロック図である。また、図２は、Ｘ線診断装置１の他の構成例を示すブロック図である。図１は、立位の被検体ＰをＸ線撮影するＸ線診断装置１の一例であり、図２は、臥位の被検体ＰをＸ線撮影するＸ線診断装置１の一例である。

図１および図２に示すように、Ｘ線診断装置１は、撮像装置１０およびコンソール２０を有する。立位の被検体ＰをＸ線撮影する場合、図１に示すように、撮像装置１０は、スタンド１１、Ｘ線管保持装置１２、スタンド１１に対して移動自在に支持されたＸ線検出器１３、高電圧電源１４、絞り制御装置１５、駆動回路１６、およびコントローラ１７を有する。一方、臥位の被検体ＰをＸ線撮影する場合、図２に示すように、撮像装置１０は、スタンド１１にかえて、被検体Ｐを載置する天板４１を備えた寝台４２を有する。

撮像装置１０のＸ線管保持装置１２は、Ｘ線管３１、絞り器３２、操作パネル３３、およびカメラ３４を有する。

立位の被検体ＰをＸ線撮影する場合、図１に示すように、立位の状態の被検体Ｐがスタンド１１の前に位置する。Ｘ線管保持装置１２とＸ線検出器１３とは、駆動回路１６を介してコントローラ１７に制御されて、Ｘ線管３１の中心の位置とＸ線検出器１３の位置関係を維持するように連動することができる。たとえば、スタンド１１に支持されたＸ線検出器１３は、Ｘ線管３１の中心の位置とＸ線検出器１３のほぼ中心の位置とが対向した状態を維持するように、Ｘ線管保持装置１２の移動に連動してスタンド１１に沿って移動する。

また、臥位の被検体ＰをＸ線撮影する場合、図２に示すように、臥位の状態の被検体Ｐが天板４１に載置される。この場合も、立位撮影の場合と同様に、Ｘ線管保持装置１２とＸ線検出器１３とは、駆動回路１６を介してコントローラ１７に制御されて、Ｘ線管３１の中心の位置とＸ線検出器１３の位置関係を維持するように連動することができる。

Ｘ線検出器１３は、２次元に配列された複数のＸ線検出素子を有する平面検出器（ＦＰＤ：ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）により構成され、被検体Ｐを透過してＸ線検出器１３に照射されたＸ線を検出し、この検出したＸ線にもとづいてＸ線の投影データを出力する。この投影データはコントローラ１７を介してコンソール２０に与えられる。なお、Ｘ線検出器１３は、イメージインテンシファイア、ＴＶカメラなどを含むものであってもよい。

Ｘ線管３１は、高電圧電源１４からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射する真空管である。Ｘ線管３１は、被検体Ｐを挟んでＸ線検出器１３に対向して配置される。また、Ｘ線管３１は、駆動回路１６を介してコントローラ１７に制御されて、Ｘ線管３１の中心の位置とＸ線検出器１３のほぼ中心の位置とが対向した状態を維持するように、Ｘ線検出器１３の移動に連動する。

高電圧電源１４は、変圧器および整流器等の電気回路から構成され、Ｘ線管３１に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置と、Ｘ線管３１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置から構成される。

絞り器３２は、たとえば鉛などのＸ線を遮断する金属で構成された複数枚の羽根を有する。Ｘ線管３１によって発生されたＸ線の照射野を調整する機構を有する。絞り器３２は、絞り制御装置１５を介してコントローラ１７により制御されて、Ｘ線管３１から照射されるＸ線の照射範囲を調整する。

操作パネル３３は、Ｘ線管保持装置１２の筐体に設けられ、ユーザが押したときにそれぞれ固有の指示信号をプロセッサに与えるボタンなどのハードキーと、表示入力装置とを有する。表示入力装置は、表示部としてのディスプレイと、ディスプレイ近傍に設けられた入力部としてのタッチセンサとを有する。

操作パネル３３のディスプレイは、Ｘ線診断装置１に関する情報を示す画像や、カメラ３４で撮影した被検体Ｐの参照画像などの各種画像を表示する。また、ユーザは、操作パネル３３のタッチセンサやハードキーを介して、ディスプレイに表示された画像に対する各種の指示をＸ線診断装置１に入力することができる。操作パネル３３は、このユーザの入力に対応した信号をコンソール２０の処理回路に与える。

カメラ３４は、Ｘ線管保持装置１２の筐体に設けられる。カメラ３４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサにより構成され、スタンド１１に立位で位置する被検体Ｐや天板４１に臥位で載置された被検体Ｐの画像を取り込んでコントローラ１７を介してコンソール２０の処理回路２４に与える。カメラ３４には、より広範な被検体Ｐのカメラ画像が取得可能なように、広角レンズや魚眼レンズが取り付けられてもよい。また、カメラ３４は、検査室の天井を含む壁面に設けられてもよい。

コントローラ１７は、プロセッサおよび記憶回路を少なくとも有する。コントローラ１７は、この記憶回路に記憶されたプログラムに従ってコンソール２０により制御されて、撮像装置１０の各コンポーネントを統括制御する。たとえば、コントローラ１７は、Ｘ線照射系を制御することにより、被検体Ｐの長尺画像を生成するための長尺撮影を実行して投影データを生成し、コンソール２０に与える。

一方、コンソール２０は、入力インターフェース２１、ディスプレイ２２、記憶回路２３、および処理回路２４を有する。なお、コンソール２０は独立して設けられずともよく、たとえばコンソール２０の入力インターフェース２１およびディスプレイ２２の機能を撮像装置１０の操作パネル３３が担い、記憶回路２３および処理回路２４の機能を撮像装置１０のコントローラ１７の記憶回路およびプロセッサがそれぞれ担ってもよい。

コンソール２０の入力インターフェース２１は、たとえばジョイスティックやトラックボール、トラックボールマウス、キーボード、タッチパネル、テンキー、などの一般的なポインティングデバイスや、Ｘ線曝射タイミングを指示するためのハンドスイッチなどにより構成され、ユーザの操作に対応した操作信号を処理回路２４に与える。

ディスプレイ２２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路２４の制御に従って各種情報を表示する。

記憶回路２３は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

処理回路２４は、記憶回路２３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、Ｘ線管３１の中心を容易に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影するための処理を実行するプロセッサである。また、処理回路２４は、コントローラ１７を介して撮像装置１０の各コンポーネントを統括制御する。

ここで、Ｘ線管３１の中心（Ｘ線管３１の焦点）と関心位置との位置関係がＸ線画像に及ぼす歪みについて説明する。なお、以下の説明において、Ｘ線画像は長尺画像を含むものとする。

Ｘ線診断装置１のＸ線検出器１３は、２次元に配列された複数のＸ線検出素子を有するＦＰＤや、イメージインテンシファイア、ＴＶカメラなどにより構成され、Ｘ線の検出面が平面的に配置される。このため、Ｘ線管３１から被検体Ｐに照射されてＸ線検出器１３で検出されるＸ線は、Ｘ線管３１の焦点からたとえば円錐状に、あるいはコリメートされて四角錐状に、広がりながらＸ線検出器１３にむかう。

このため、Ｘ線検出器１３の位置のうち、Ｘ線管３１の中心に正対する位置では、Ｘ線検出器１３の検出面に対して入射角がほぼゼロでＸ線が入射する一方、Ｘ線管３１の中心の正面位置から離れた位置は、入射角をもって検出面にＸ線が入射することになる。したがって、Ｘ線管３１の中心の正面の位置に比べ、Ｘ線管３１の中心の正面の位置から離れた位置では、画像の歪みが大きくなってしまう。このため、関心位置がＸ線管３１の中心の正面の位置から離れてしまうと、Ｘ線画像を用いた関心位置の観察に悪影響を及ぼしてしまう問題がある。この問題は、たとえば長尺画像を用いた２箇所の関心位置間の距離測定においても生じる。

図３は、従来の長尺画像を生成するための従来の長尺撮影の手順の一例を示す説明図である。

長尺画像上で２箇所の関心位置（図３の２つの黒丸参照）の距離を測定する場合、まず、２箇所の関心位置を含むように、長尺画像における長手方向の撮影範囲が設定される（図３左参照）。次に、設定された撮影範囲に応じて、撮影範囲を構成する複数の撮影領域が、互いに長手方向において一部重なるように自動的に設定される。図３には撮影範囲が上下２つの撮影領域で構成される場合の例を示した。

しかし、従来の技術では、撮影領域が自動的に設定される際に、撮影領域のそれぞれのＸ線撮影におけるＸ線管３１の中心の位置と関心位置との関係については考慮されない。図３に示す例では、上側の撮影領域をＸ線撮影する際のＸ線管３１の中心の位置３１ｃは、上側の関心位置よりも大きく下方に位置するように設定されてしまっている（図３中央参照）。また、下側の撮影領域をＸ線撮影する際のＸ線管３１の中心の位置３１ｃは下側の関心位置よりも大きく情報に位置するように設定されてしまっている（図３右参照）。

このように、図３に一例を示した従来の手法では、長尺画像を生成するための各撮影領域のＸ線撮影において、Ｘ線管３１の中心の位置が関心位置の正面位置から大きくずれてしまう場合がある。この場合、長尺画像における関心位置の画像は歪みを伴った画像となってしまう。したがって、この長尺画像を用いても、２箇所の関心位置間の距離を正確に測定することは非常に難しい。

そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、被検体Ｐのカメラ画像などの参照画像を表示し、参照画像に対するユーザによるＸ線管３１の中心の位置の指示入力を受け付けることで、Ｘ線管３１の中心の位置を容易かつ確実に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影することができるようにする。

図４は、処理回路２４のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図である。図４に示すように、処理回路２４のプロセッサは、カメラ画像取得機能２４１、管球中心設定機能２４２、撮影制御機能２４３、画像生成機能２４４、および距離算出機能２４５を実現する。これらの各機能はそれぞれプログラムの形態で記憶回路２３に記憶されている。

なお、本実施形態では、コンソール２０の処理回路２４により各機能２４１−２４５が実現される場合の例について説明するが、処理回路２４のこれらの機能２４１−２４５の一部または全部は、コントローラ１７によって実現されてもよいし、ネットワークに接続された院内サーバ、クラウドコンソール、ワークステーションなどの、Ｘ線診断装置１とは独立した、プロセッサおよび記憶回路を少なくとも有した外部の装置によって実現されてもよい。

カメラ画像取得機能２４１は、カメラ３４から、被検体Ｐを広画角に撮影したカメラ画像を参照画像として取得する。

図５（ａ）は、図１に示すＸ線診断装置１におけるカメラ３４によるカメラ画像撮影の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、図２に示すＸ線診断装置１におけるカメラ３４によるカメラ画像撮影の一例を示す説明図である。

図５（ａ）に示すように、Ｘ線管保持装置１２のカメラ３４は、スタンド１１の前に立っている立位の被検体Ｐを撮影してカメラ画像を生成し、カメラ画像取得機能２４１に与える。また、図５（ｂ）に示すように、Ｘ線管保持装置１２のカメラ３４は、天板４１に載置された臥位の被検体Ｐを撮影してカメラ画像を生成し、カメラ画像取得機能２４１に与える。なお、カメラ３４は、少なくとも全ての関心位置が含まれるように被検体Ｐを撮影すればよい。図５には、カメラ３４に広角レンズが設けられて、カメラ３４が被検体Ｐの全身が含まれるように撮影する場合の例を示した。

管球中心設定機能２４２は、Ｘ線管保持装置１２の操作パネル３３やコンソール２０のディスプレイ２２に、被検体Ｐの参照画像を表示する。また、管球中心設定機能２４２は、参照画像に対するユーザのタッチ操作や入力インターフェース２１２を介した入力にもとづいて、被検体ＰのＸ線撮影時のＸ線管３１の中心の位置を設定する（以下、設定された中心の位置を設定位置という）。長尺撮影を行う場合は、管球中心設定機能２４２は、長尺画像の撮影範囲を構成する複数の撮影領域のそれぞれについて、参照画像に対するユーザの入力にもとづいて設定位置を決定する。

このときユーザは、Ｘ線画像における関心位置の画像の歪みが少なくなるように、参照画像に含まれる関心位置に対応する位置またはその近傍に対応する位置をＸ線管３１の中心の設定位置とするように入力指示を行う。この場合、ユーザは、たとえば参照画像に含まれる関心位置またはその近傍をマウスでクリックし、あるいはタッチすればよい。管球中心設定機能２４２は、ユーザにより入力指示された参照画像上の被検体Ｐの位置に対応する位置、すなわち、当該入力指示位置の正面位置を、Ｘ線管３１の中心の設定位置とする。

また、２箇所の関心位置間の距離を測定することを望む場合は、ユーザは、参照画像に含まれる少なくとも２箇所の関心位置のそれぞれについて、関心位置に対応する位置またはその近傍に対応する位置をＸ線管３１の中心の設定位置とするように入力指示を行うとよい。

なお、管球中心設定機能２４２は、参照画像などの画像をＸ線管保持装置１２に設けられた操作パネル３３のディスプレイに表示してもよいし、コンソール２０のディスプレイ２２に表示してもよいし、両者に表示してもよい。操作パネル３３のディスプレイに表示する場合、ユーザは、撮像装置１０から移動することなく参照画像を確認することができるとともに、その場で操作パネル３３のタッチセンサを介して参照画像に対する入力を行うことができる。

また、操作パネル３３のディスプレイに表示される参照画像の座標と、実空間におけるＸ線管３１の座標とは、あらかじめ関連付けられているとよい。

撮影制御機能２４３は、設定位置にＸ線管３１の中心を移動させて、その位置で被検体ＰのＸ線撮影を行わせるよう、Ｘ線管３１とＸ線検出器１３と絞り器３２を制御する。長尺撮影を行う場合は、撮影制御機能２４３は、長尺画像の撮影範囲を構成する複数の撮影領域のそれぞれについて、設定位置にＸ線管３１の中心を移動させてＸ線撮影を行う。

画像生成機能２４４は、Ｘ線撮影にもとづいてＸ線画像を生成し、操作パネル３３のディスプレイに表示させる。たとえば、長尺撮影を行った場合は、画像生成機能２４４は、複数の撮影領域のそれぞれで行われたＸ線撮影にもとづいて長尺画像を生成して、操作パネル３３のディスプレイに表示させる。

距離算出機能２４５は、少なくとも２箇所の設定位置のそれぞれに対応するＸ線画像上の位置またはその近傍の位置の２点の指定をＸ線画像上で受け付け、指定された２点間の距離を生体長換算値で求める。

図６は、本実施形態に係る距離算出機能２４５による距離算出の態様の一例を示す説明図である。図６には、Ｘ線管３１の中心の設定位置が２箇所設定された場合の例を示した。この場合、２箇所の設定位置のそれぞれに対応するＸ線撮影が行われる。画像生成機能２４４は、２箇所のＸ線撮影のそれぞれに対応するＸ線画像を参照画像に重畳して、操作パネル３３のディスプレイに表示させる。

この場合、ユーザは、２箇所の設定位置のそれぞれについて、設定位置に対応するＸ線画像上の位置またはその近傍の位置を、操作パネル３３で指定する。そして、距離算出機能２４５は、指定された２点間の距離を算出する。

Ｘ線管３１の中心の設定位置に対応するＸ線画像上の位置は、ユーザが参照画像上で関心位置またはその近傍に自ら入力指示することにより設定した位置である。また、Ｘ線管３１の設定位置に対応するＸ線画像上の位置またはその近傍の位置の画像は、Ｘ線管３１の中心から垂直にＸ線検出器１３に入射したＸ線にもとづいて生成された画像であるため、歪みの少ない画像である。したがって、距離算出機能２４５は、２点間の距離を非常に正確に求めることができる。

なお、Ｘ線画像上で指定された２点間の距離の算出方法としては、従来各種のものが知られており、距離算出機能２４５はこれらのうち任意のものを使用することが可能である。Ｘ線検出器１３が２次元配列されたＸ線検出素子により構成される場合は、指定された２点の画素のそれぞれに対応するＸ線検出素子のＸ線検出器１３内での位置と、指定された２点のそれぞれに対応する２回のＸ線撮影間でのＸ線検出器１３の移動距離と、にもとづいて２点間の距離を算出することができる。

Ｘ線検出器１３はＸ線管３１と連動して移動するため、Ｘ線検出器１３の移動距離は、Ｘ線管３１の移動距離と一致する。したがって、たとえば指定された２点に対応するＸ線検出素子がいずれもＸ線検出器１３の中央に位置する素子である場合は、２点間の距離は、Ｘ線検出器１３の移動距離、すなわち、Ｘ線管３１の移動距離と一致する。

また、図６には、２箇所のＸ線撮影のそれぞれに対応する２つのＸ線画像が離れている場合に２点が指定される場合の例を示したが、複数のＸ線画像が一部重畳して生成される長尺画像上で２点が指定される場合であってもよい。長尺画像上で２点が指定される場合であっても、指定される２点のそれぞれの位置がＸ線管３１の設定位置に対応するＸ線画像上の位置またはその近傍の位置であれば、距離算出機能２４５は２点間の距離を非常に正確に求めることができる。

続いて、長尺画像を生成する場合において、撮影領域ごとにＸ線管３１の中心の位置を設定する方法について説明する。

図７は、長尺撮影のためのＸ線管３１の中心位置の設定受付画像の初期画像の表示例を示す説明図である。

長尺撮影する場合は、まず、管球中心設定機能２４２は、長尺画像の長手方向の撮影範囲（長手方向の両端）を設定し、撮影範囲の大きさに応じて自動的に、互いに長手方向において一部重なるように、複数の撮影領域を設定する。図７には、長尺画像の撮影範囲を構成する撮影領域として、上側領域５１と下側領域５２の２つが設定されて、被検体Ｐの全身の参照画像に重畳される場合の例を示した。

なお、撮影範囲の設定方法としては、撮影プロトコルにもとづいて設定する方法を用いてもよいし、ユーザが手動で指定する方法を用いてもよい。ユーザが手動で指定する方法としては、たとえばＸ線管保持装置１２に設けられた図示しないレーザポインタなどの投光器から、Ｘ線の仮想的な照射範囲を示す光を被検体Ｐに向けて投影し、ユーザがこの投影された光を確認しながらＸ線管保持装置１２を移動させて、所望の撮影範囲上端と下端の位置で、各位置を上端と下端にする旨の指示を操作パネル３３から入力する方法が挙げられる。

また、長尺画像の撮影範囲を構成する複数の撮影領域を設定する際に、初期設定した撮影領域どうしの重畳領域が回避部位に位置する場合は、ユーザの指示に応じて、または処理回路２４により自動的に、回避部位を避ける位置に当該重畳領域を移動させるとよい。この種の回避部位としては、たとえば、被検体Ｐの生殖器などの敏感部位が挙げられる。重畳領域に位置する部位は、２度の被ばくにさらされてしまうため、敏感部位が重畳領域に位置することは好ましくない。

また、管球中心設定機能２４２は、撮影領域ごとに、Ｘ線管３１の中心の設定位置に対応する位置の初期位置を示す画像（以下、設定位置対応画像という）を被検体Ｐの参照画像に重畳表示してもよい。初期位置は、たとえば各撮影領域の中心とするとよい。図７には、上側領域５１と下側領域５２のそれぞれの中心に、設定位置対応画像６１および６２の初期位置が設定されて被検体Ｐの参照画像に重畳される場合の例を示した。

また、撮影領域の初期位置および設定位置対応画像の初期位置は、過去に実行されたＸ線撮影における撮影領域および設定位置にもとづいて決定されてもよい。この場合、管球中心設定機能２４２は、まず、過去に実行されたＸ線撮影における撮影領域の情報とＸ線管３１の中心の設定位置の情報とを記憶回路２３からまたはネットワークを介してデータベースから取得する。そして、管球中心設定機能２４２は、過去の撮影領域の位置と過去の設定位置を、今回の撮影領域と設定位置の初期位置として、参照画像に重畳して操作パネル３３のディスプレイに表示するとよい。

図８は、図７に示す初期画像に対して設定位置対応画像６１が撮影範囲の長手方向に調整される場合の一例を示す説明図である。

いま、ユーザが右脚の付け根から右膝までの距離の測定を望む場合を考える。この場合、右脚の付け根と右膝とが関心位置であり、各関心位置のＸ線画像は、各関心位置の正面にＸ線管３１の中心を位置させた状態でＸ線撮影されることが好ましい。しかし、図７に示した初期画像では、下側領域５２の設定位置対応画像６２の初期位置は右膝の位置またはその近傍に位置しているものの、上側領域５１の設定位置対応画像６１の初期位置は関心位置から大きくズレてしまっている。

そこで、ユーザは、図８に示すように、上側領域５１の設定位置対応画像６１が所望の関心位置またはその近傍に位置するよう、操作パネル３３を介して入力指示を行う。管球中心設定機能２４２は、このユーザ指定された設定位置対応画像６１の参照画像上の位置の正面位置を、Ｘ線管３１の中心の設定位置に決定する。撮影制御機能２４３は、この設定位置にＸ線管３１の中心を移動させて、その位置で被検体ＰのＸ線撮影を行わせるよう、Ｘ線管３１とＸ線検出器１３と絞り器３２を制御する。そして、画像生成機能２４４は、複数の撮影領域のそれぞれで行われたＸ線撮影にもとづいて長尺画像を生成して、操作パネル３３のディスプレイに表示させる。

この結果、画像生成機能２４４が生成する長尺画像における関心位置の画像は歪みの少ないものとなる。このため、距離算出機能２４５は正確に関心位置間の距離を求めることができる。

また、設定位置対応画像６１が撮影領域どうしの重畳領域に近づきすぎる場合には、管球中心設定機能２４２は、当該重畳領域と設定位置との長手方向に沿った距離が閾値以上となるよう、撮影領域のそれぞれを再設定するとよい（図８参照）。異なるＸ線画像を結合して貼り合わせる重畳領域には、ブレンド処理などの画像処理が施される。しかし、画像処理を施されると、Ｘ線画像がぼやける等のリスクがある。このため、重畳領域と設定位置との長手方向に沿った距離が閾値より小さい場合は、ユーザの関心位置にブレンド処理が施されることがないよう、撮影領域のそれぞれを再設定するとよい。図８に示す例では、撮影制御機能２４３は、変更された上側領域５１および上側領域５１のＸ線管３１の中心位置に応じて、変更後の上側領域５１にＸ線が照射されるように絞り制御装置１５を介して絞り器３２を制御する。

また、重畳領域を移動させるための撮影領域の再設定は、管球中心設定機能２４２により自動に行われてもよいし、操作パネル３３に表示された重畳領域をユーザが直接ドラッグするなどの入力に応じて半自動で管球中心設定機能２４２が再設定してもよい。半自動で撮影領域を再設定する場合、たとえばユーザが撮影領域どうしの重畳領域を長押しした場合に重畳領域の移動モードに入り、その後のドラッグ操作によって重畳領域の移動を受け付け、この移動に応じて管球中心設定機能２４２が撮影領域を再設定するとよい。また、自動、半自動を問わず、重畳領域を移動させるための撮影領域の再設定は、関心位置と重畳領域との重なりを防ぐ目的で行われてもよいし、上述の回避部位と重畳領域との重なりを防ぐ目的で行われてもよい。

このように重畳領域を柔軟に移動可能とする一方で、被ばく量の観点から、撮影範囲の長手方向の両端位置は不変とすることが好ましい。

図９は、図７に示す初期画像に対して、撮影範囲の長手方向の両端位置を不変としつつ、設定位置対応画像６１が撮影範囲の長手方向に調整される場合の一例を示す説明図である。図９には、上側領域５１の設定位置対応画像６１が右脚の付け根に位置するよう指定され、下側領域５２の設定位置対応画像６２が右足首に位置するよう指定される場合の例を示した。図９に示すように、設定位置対応画像６１が撮影範囲の長手方向の両端に近づいた場合であっても、被検体Ｐの被ばく量を考慮し、両端位置は不変とするとよい。また、絞り器３２の物理的な可動限界を考慮し、設定位置対応画像６１の設定可能位置は、撮影範囲の両端から長手方向に所定距離だけ離れた位置までとするとよい。この場合、撮影領域を示す画像５１、５２に加えて、設定位置対応画像６１の設定可能限界を示す画像を重畳表示してもよい。

図１０は、設定位置対応画像６１が撮影範囲の短手方向に調整される場合の一例を示す説明図である。図１０には、図８に示す長手方向への調整後の設定位置対応画像６１が、さらに短手方向へ調整される場合の例を示した。図１０に示すように、ユーザは、設定位置対応画像を撮影範囲の短手方向に移動させることもできる。この場合も、図８および図９に示す場合と同様に、管球中心設定機能２４２は、設定位置対応画像の参照画像上の位置の正面位置を、Ｘ線管３１の中心の設定位置に決定し、撮影制御機能２４３は、この設定位置にＸ線管３１の中心を移動させて、その位置で被検体ＰのＸ線撮影を行わせるよう、Ｘ線管３１とＸ線検出器１３、および絞り器３２を制御すればよい。

なお、図７−図１０を参照して、長尺画像を生成する場合において、設定位置対応画像が撮影領域ごとに被検体Ｐの参照画像に重畳表示される場合について説明したが、長尺画像を生成するか否かによらず、設定位置対応画像は表示されなくてもよい。設定位置対応画像が表示されない場合であっても、ユーザは、Ｘ線管３１の中心の設定位置が、所望の関心位置またはその近傍の正面に位置するよう、ダイレクトに操作パネル３３を介して設定位置の入力指示を行えばよい。

また、長尺画像を生成する場合は、長尺画像の撮影範囲を構成する撮影領域の数を、ユーザによりあらかじめ指示されてもよい。この場合、管球中心設定機能２４２は、このあらかじめ設定した数の撮影領域を参照画像に重畳表示するとともに設定位置対応画像は表示せず、参照画像に対する撮影領域ごとのユーザのダイレクトな中心位置の指定、すなわち設定位置対応画像の位置変更ではなく直接的な中心位置の指定、にもとづいて設定位置を設定するとよい。

図１１は、長尺画像の撮影範囲を構成する撮影領域の数の変更受付画像の表示例を示す説明図である。

図１１に示すように、撮影領域の数の変更受付画像は、撮影領域の数を減らすためのごみ箱アイコン７１と、撮影領域の数を追加するための追加アイコン７２と、を有するとよい。たとえば、図７に示す例において、ユーザが上側領域５１と下側領域５２の間に３枚目の撮影領域５３の追加を望む場合を考える。この場合、ユーザは、操作パネル３３のディスプレイに表示されたこの変更受付画像において、たとえば追加アイコン７２を上側領域５１と下側領域５２の間までドラッグすることで、所望の位置に３枚目の撮影領域５３を追加することができる。

このとき、管球中心設定機能２４２は、追加された撮影領域に応じて、追加後の全ての撮影領域の位置とその設定位置対応画像の位置を再設定する。また、管球中心設定機能２４２は、撮影領域５３の中央を初期位置として設定位置対応画像６３を表示するとよい（図１１参照）。また、ユーザは、不要と考える撮影領域をごみ箱アイコン７１にドラッグすることで、任意の撮影領域を容易に削除することができる。この場合も、管球中心設定機能２４２は、削除後の全ての撮影領域の位置とその設定位置対応画像の位置を再設定する。

次に、本実施形態に係るＸ線診断装置およびＸ線診断方法の動作の一例について説明する。

図１２は、図１に示すＸ線診断装置１の処理回路２４により、Ｘ線管３１の中心を容易に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影し、Ｘ線画像上で指定された関心位置間の距離を正確に求める際の手順の一例を示すフローチャートである。図１２において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。図１２には、ユーザが２箇所の関心位置間の距離を測定することを所望する場合の手順の一例を示した。

まず、ステップＳ１において、カメラ画像取得機能２４１は、カメラ３４から、被検体Ｐを撮影したカメラ画像を参照画像として取得する。

次に、ステップＳ２において、ユーザは、参照画像に含まれる少なくとも２箇所の関心位置のそれぞれについて、関心位置に対応する位置またはその近傍に対応する位置をＸ線管３１の中心の設定位置とするように入力指示を行う。そして、管球中心設定機能２４２は、ユーザにより入力指示された少なくとも２箇所の関心位置の正面位置またはその近傍の正面位置を、Ｘ線管３１の中心の設定位置とする。

次に、ステップＳ３において、撮影制御機能２４３は、Ｘ線管３１の中心の設定位置に、すなわち、少なくとも２箇所の関心位置の正面位置またはその近傍の正面位置のそれぞれに、Ｘ線管３１の中心を移動させる。

次に、ステップＳ４において、撮影制御機能２４３は、被検体ＰのＸ線撮影を行わせるよう、Ｘ線管３１とＸ線検出器１３と絞り器３２を制御する。

次に、撮影制御機能２４３は、全ての設定位置でＸ線撮影したか否かを判定する。未撮影の設定値がある場合は、ステップＳ３に戻る。一方、全ての設定位置でＸ線撮影した場合は、ステップＳ６において、画像生成機能２４４は、Ｘ線撮影にもとづいてＸ線画像を生成し、操作パネル３３のディスプレイに表示させる。

次に、ステップＳ７において、ユーザは、２箇所の設定位置のそれぞれについて、設定位置に対応するＸ線画像上の位置またはその近傍の位置を、操作パネル３３で指定する。距離算出機能２４５は、この指定された２点の位置の情報を受け付ける。

そして、ステップＳ８において、距離算出機能２４５は、指定された２点間の距離を算出する（図６参照）。

以上の手順により、Ｘ線管３１の中心を容易に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影し、Ｘ線画像上で指定された関心位置間の距離を正確に求めることができる。

図１３は、図１２のステップＳ２で管球中心設定機能２４２により実行される管球中心位置の設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。図１３は、複数のＸ線画像が互いに離間する場合（図６参照）における手順の一例である。

ステップＳ２１１において、管球中心設定機能２４２は、被検体Ｐのカメラ画像を参照画像として操作パネル３３のディスプレイに表示させる。

次に、ステップＳ２１２において、管球中心設定機能２４２は、ユーザにより入力指示された少なくとも２箇所の関心位置の正面位置またはその近傍の正面位置を、Ｘ線管３１の中心の設定位置とし、図１２のステップＳ３に進む。このとき、管球中心設定機能２４２がＸ線管３１の中心の設定位置の初期位置を示す画像（図７の設定位置対応画像６１および６２参照）を参照画像に重畳して表示している場合は、ユーザは、この初期位置を示す画像の位置を調整すればよいし、当該画像が表示されていない場合は、ダイレクトに操作パネル３３を介して設定位置の入力指示を行えばよい。

以上の手順により、複数のＸ線画像が互いに離間する場合であっても、ユーザは、各Ｘ線画像のＸ線撮影におけるＸ線管３１の中心の設定位置を、容易に関心位置の正面位置またはその近傍の正面位置に設定することができる。

図１４は、図１２のステップＳ２で管球中心設定機能２４２により実行される管球中心位置の設定処理の手順の他の例を示すサブルーチンフローチャートである。図１４は、長尺画像を生成する場合（図７−１１参照）における手順の一例である。

ステップＳ２２１において、管球中心設定機能２４２は、被検体Ｐのカメラ画像を参照画像として操作パネル３３のディスプレイに表示させる。

次に、ステップＳ２２２において、管球中心設定機能２４２は、ユーザの入力にもとづいて、または撮影プロトコルにもとづいて、長尺画像の長手方向の撮影範囲（長手方向の両端）を設定する。このとき、ユーザは長尺画像の撮影範囲を構成する撮影領域の数を指示してもよい。

次に、ステップＳ２２３において、管球中心設定機能２４２は、参照画像に対するユーザの入力にもとづいて、参照画像に含まれる関心位置の正面位置またはその近傍の正面位置を、Ｘ線管３１の中心の設定位置に決定する。

撮影範囲に応じた撮影領域を示す画像（図７の上側領域５１および下側領域５２参照）とＸ線管３１の中心の設定位置の初期位置を示す画像（図７の設定位置対応画像６１および６２参照）が管球中心設定機能２４２によって参照画像に重畳して表示されている場合は、ユーザは、Ｘ線管３１の中心の設定位置を示す画像の位置を参照画像上で任意に変更することにより、設定位置の入力を行うことができる（図８−１０参照）。

また、管球中心設定機能２４２は、撮影範囲に応じた撮影領域を示す画像（図７の上側領域５１および下側領域５２参照）のみを参照画像に重畳表示してもよい。この場合、ユーザは、Ｘ線管３１の中心の設定位置が、所望の関心位置またはその近傍の正面に位置するよう、ダイレクトに操作パネル３３を介して設定位置の入力指示を行うことができる。

さらに、ステップＳ２２２でユーザが撮影領域の数を指示した場合は、管球中心設定機能２４２は、このあらかじめ設定した数の撮影領域を参照画像に重畳表示する。この場合は、管球中心設定機能２４２は、参照画像に対する撮影領域ごとのユーザのダイレクトな中心位置の指定にもとづいて設定位置を設定するとよい。

つぎに、ステップＳ２２４において、管球中心設定機能２４２は、撮影領域の数の変更指示を受け付けたか否かを判定する。撮影領域の数の変更指示があった場合は（図１１参照）、ステップＳ２２３に戻る。一方、撮影領域の数の変更指示がなかった場合は、図１２のステップＳ３に進む。

以上の手順により、長尺画像を生成する場合であっても、ユーザは長尺画像の撮影範囲を構成する複数の撮像領域のそれぞれのＸ線撮影におけるＸ線管３１の中心の設定位置を、容易に関心位置の正面位置またはその近傍の正面位置に設定することができる。

本実施形態に係るＸ線診断装置１は、被検体Ｐの参照画像を表示し、参照画像に対するユーザによるＸ線管３１の中心の位置の入力にもとづいて、Ｘ線管３１の中心の位置を設定することができる。このため、ユーザは、容易かつ確実に、関心位置またはその近傍の正面位置にＸ線管３１の中心を位置させてＸ線撮影することができ、Ｘ線画像における関心位置の画像を歪みの少ない画像とすることができる。したがって、ユーザは、歪みの少ないＸ線画像にもとづいて、関心位置を極めて正確に観察することができる。また、２箇所の関心位置のそれぞれについて、関心位置またはその近傍の正面位置にＸ線管３１の中心を位置させてＸ線撮影することができるため、歪みの少ない画像にもとづいて、２箇所の関心位置間の距離を正確に測定することができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、Ｘ線管３１の中心を容易に関心位置の正面位置に位置させてＸ線撮影することできる。

なお、本実施形態における処理回路２４の管球中心設定機能２４２、撮影制御機能２４３、画像生成機能２４４、および距離算出機能２４５は、それぞれ特許請求の範囲における設定部、撮影制御部、画像生成部、および算出部の一例である。

なお、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

なお、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 撮像装置
１１ スタンド
１２ Ｘ線管保持装置
１３ Ｘ線検出器
２０ コンソール
２４ 処理回路
２４１ カメラ画像取得機能
２４２ 管球中心設定機能
２４３ 撮影制御機能
２４４ 画像生成機能
２４５ 距離算出機能
３１ Ｘ線管
３２ 絞り器
３３ 操作パネル
３４ カメラ
４１ 天板

Claims (12)

1. Ｘ線管の中心の位置とＸ線検出器とが互いの位置関係を維持するように連動するＸ線診断装置であって、
   表示部に表示された被検体の参照画像に対するユーザの入力にもとづいて、前記被検体のＸ線撮影時の前記Ｘ線管の中心の位置を設定する設定部と、
   前記設定部により設定された設定位置に前記Ｘ線管の中心を移動させて前記被検体のＸ線撮影を行わせるよう前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を制御する撮影制御部と、
   を備えたＸ線診断装置。
2. 前記設定部は、
   前記参照画像に対するユーザの入力にもとづいて、前記参照画像に含まれる少なくとも２箇所の関心位置のそれぞれについて、関心位置に対応する位置またはその近傍に対応する位置を前記Ｘ線管の中心の設定位置とする、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記設定部により設定された少なくとも２箇所の設定位置で行われたＸ線撮影にもとづいてＸ線画像を生成する画像生成部と、
   前記少なくとも２箇所の設定位置のそれぞれに対応する前記Ｘ線画像上の位置またはその近傍の位置の２点の指定を前記Ｘ線画像上で受け付け、指定された前記２点間の距離を求める算出部と、
   をさらに備えた請求項１または２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記設定部は、
   長尺画像の長手方向の撮影範囲を設定し、前記撮影範囲を構成する複数の撮影領域を、互いに前記長手方向において一部重なるように設定し、前記複数の撮影領域を前記参照画像に重畳して前記表示部に表示させて、前記複数の撮影領域のそれぞれに対応する前記Ｘ線管の中心の設定位置を前記参照画像に対するユーザの入力にもとづいて設定し、
   前記撮影制御部は、
   前記Ｘ線管の中心の設定位置に前記Ｘ線管の中心を移動させることにより前記複数の撮影領域のそれぞれのＸ線撮影を行い、
   前記画像生成部は、
   前記複数の撮影領域のそれぞれで行われたＸ線撮影にもとづいて前記長尺画像を生成する、
   請求項３記載のＸ線診断装置。
5. 前記Ｘ線管から照射されるＸ線の照射範囲を調整する絞り器、
   をさらに備え、
   前記設定部は、
   前記複数の撮影領域と各撮影領域の前記Ｘ線管の中心の初期位置を前記参照画像に重畳して前記表示部に表示させ、
   前記設定部はさらに、
   前記撮影範囲の前記長手方向の両端位置を不変としつつ、前記複数の撮影領域の少なくとも１つに対応する前記Ｘ線管の中心の設定位置を、前記参照画像に対するユーザの入力にもとづいて初期位置から変更し、
   前記撮影制御部は、
   前記設定部により設定された前記複数の撮影領域と前記Ｘ線管の中心の設定位置にもとづいて前記絞り器を制御する、
   請求項４記載のＸ線診断装置。
6. 前記設定部は、
   前記複数の撮影領域の少なくとも１つに対応する前記Ｘ線管の中心の設定位置を、前記参照画像に対するユーザの入力にもとづいて初期位置から変更するとともに、前記複数の撮影領域が互いに重なる領域と前記Ｘ線管の中心の設定位置との距離が閾値以上となるよう、前記Ｘ線管の中心の設定位置の変更に応じて前記複数の撮影領域のそれぞれを設定し、
   前記撮影制御部は、
   前記設定部により設定された前記複数の撮影領域にもとづいて前記絞り器を制御する、
   請求項５記載のＸ線診断装置。
7. 前記設定部は、
   前記長尺画像の前記撮影範囲を構成する前記複数の撮影領域の数をユーザの入力にもとづいてあらかじめ設定し、あらかじめ設定した数の撮影領域を前記参照画像に重畳して表示し、撮影領域ごとに、前記参照画像に対するユーザの入力にもとづいて前記Ｘ線管の中心の位置を設定する、
   請求項４ないし６のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
8. 前記設定部は、
   前記参照画像に重畳して表示された前記複数の撮影領域の数を、ユーザの入力にもとづいて変更し、変更後の数の撮影領域ごとに、前記Ｘ線管の中心の位置を設定する、
   請求項４ないし７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
9. 前記設定部は、
   前記複数の撮影領域の少なくとも１つに対応する前記Ｘ線管の中心の設定位置を、前記参照画像に対するユーザの入力にもとづいて、初期位置から前記長尺画像の短手方向に変更する、
   請求項４ないし７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
10. 前記設定部は、
    過去に実行されたＸ線撮影における前記Ｘ線管の中心の設定位置である過去設定位置の情報を取得し、前記過去設定位置を前記Ｘ線管の中心の初期位置として前記参照画像に重畳して前記表示部に表示し、前記過去設定位置に対するユーザの入力にもとづいて、今回のＸ線撮影時の前記Ｘ線管の中心の位置を設定する、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
11. 前記被検体の前記参照画像は、前記Ｘ線管を保持する筐体に設けられたカメラにより撮影された、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
12. Ｘ線管の中心の位置とＸ線検出器とが互いの位置関係を維持するように連動するＸ線診断装置のＸ線診断方法であって、
    被検体の参照画像を表示部に表示するステップと、
    前記表示部に表示された前記被検体の参照画像に対するユーザの入力にもとづいて、前記被検体のＸ線撮影時のＸ線管の中心の位置を設定するステップと、
    前記Ｘ線管の中心の設定位置に前記Ｘ線管の中心が移動して前記被検体のＸ線撮影を行うステップと、
    を有するＸ線診断方法。

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