JP2020162950A - 放射線撮影装置、放射線撮影装置の作動方法、放射線撮影装置の作動プログラム - Google Patents

放射線撮影装置、放射線撮影装置の作動方法、放射線撮影装置の作動プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】診断に参照するエネルギーサブトラクション画像を効率的に生成することが可能な放射線撮影装置、放射線撮影装置の作動方法、放射線撮影装置の作動プログラムを提供する。【解決手段】コンソールの取得部は、第1放射線画像および第2放射線画像を取得する。第1放射線画像および第2放射線画像は、予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、第1放射線および第2放射線を放射線源に照射させることで放射線検出器から出力された放射線画像である。受付部は、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける。生成部は、受付部において要求信号を受け付けた場合にエネルギーサブトラクション画像を生成する。【選択図】図15

Description

本開示の技術は、放射線撮影装置、放射線撮影装置の作動方法、放射線撮影装置の作動プログラムに関する。
医療放射線撮影の分野において、エネルギーサブトラクション(以下、ES(Energy Subtraction)と略す)撮影を行う放射線撮影装置が知られている(例えば特許文献1参照)。ES撮影とは、特許文献1にも記載されている通り、エネルギー分布の異なる第1放射線および第2放射線を放射線源から連続的に照射させ、第1放射線に基づく第1放射線画像および第2放射線に基づく第2放射線画像を放射線検出器から出力させる撮影である。以下、こうした第1放射線および第2放射線を連続的に照射させるES撮影の手法を、2ショット撮影という。
第1放射線画像および第2放射線画像に基づいて、被写体内部の構造物が強調されたES画像を生成することができる。より詳しくは、第1放射線画像および第2放射線画像のそれぞれの画素値に適当な重み付け係数を乗算した後、画素値の差分をとることでES画像を生成する。構造物は、肋骨、背骨といった骨部組織、または肺、胃といった軟部組織である。
特開2011−067333号公報
前述のように、従来のES撮影は、2ショット撮影を1回行うことで完了する。このため、従来のES撮影で取得されるES画像は、いわば静止画である。これに対して、本発明者は、例えば2ショット撮影を複数回連続して行うことで、予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚のES画像を連続的に取得することを検討している。
ただし、複数枚のES画像を連続的に取得するとしても、実際の診断においては、複数枚のES画像の全てではなく、複数枚のES画像のうちの何枚かが選択的に参照されると考えられる。このため、診断に参照するES画像以外のES画像の生成に掛かる処理が無駄になるおそれがある。
本開示の技術は、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像を効率的に生成することが可能な放射線撮影装置、放射線撮影装置の作動方法、放射線撮影装置の作動プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、被写体を透過した放射線を検出して、被写体の放射線画像を出力する放射線検出器と、予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、放射線を放射線源に連続的に照射させる制御を行う線源制御部と、動画撮影モードを実行する場合に、放射線に基づく放射線画像を、放射線検出器から連続的に出力させる制御を行う検出器制御部と、放射線画像を取得する取得部と、被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付部と、動画撮影モードを実行中に、取得部において取得した放射線画像に基づいて、エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部であり、受付部において要求信号を受け付けていない場合はエネルギーサブトラクション画像を生成せず、受付部において要求信号を受け付けた場合にエネルギーサブトラクション画像を生成する生成部と、を備える。
動画撮影モードは、第1エネルギー分布を有する第1放射線、および第1エネルギー分布とは異なる第2エネルギー分布を有する第2放射線を放射線源に照射させ、第1放射線に基づく第1放射線画像、および第2放射線に基づく第2放射線画像を、放射線検出器から出力させることを含み、生成部は、第1放射線画像および第2放射線画像に基づいて、エネルギーサブトラクション画像を生成することが好ましい。
被写体に造影剤が投与されたか否かを検知し、造影剤が投与されたと検知した場合に、要求信号を受付部に出力する検知部を備えることが好ましい。
オペレータの操作指示に応じて、要求信号を受付部に出力する操作部を備えることが好ましい。
エネルギーサブトラクション画像の生成間隔の平均値は、フレーム間隔よりも長いことが好ましい。
第1放射線画像および第2放射線画像のうちの少なくともいずれか1つと、エネルギーサブトラクション画像を表示する制御を行う表示制御部を備えることが好ましい。
動画撮影モードは、受付部において要求信号を受け付けていない場合は、第1放射線および第2放射線のうちの一方だけを放射線源に照射させ、第1放射線画像および第2放射線画像のうちの一方だけを放射線検出器から出力させる1ショット撮影を行うモードであることが好ましい。
動画撮影モードは、受付部において要求信号を受け付けた場合に、第1放射線および第2放射線を放射線源に連続的に照射させ、第1放射線画像および第2放射線画像を放射線検出器から出力させる2ショット撮影を行うモードであることが好ましい。
動画撮影モードは、受付部において要求信号を受け付けた場合に、第1放射線および第2放射線を放射線源に連続的に照射させ、第1放射線画像および第2放射線画像を放射線検出器から出力させる2ショット撮影と、1ショット撮影とを行うモードであることが好ましい。
生成部は、2ショット撮影において放射線検出器から出力された第1放射線画像と第2放射線画像とに基づいて、2ショット撮影に対応するエネルギーサブトラクション画像を生成し、1ショット撮影において放射線検出器から出力された第1放射線画像および第2放射線画像のうちの一方と、1ショット撮影の直近の2ショット撮影において出力された第1放射線画像および第2放射線画像のうちの他方とに基づいて、1ショット撮影に対応するエネルギーサブトラクション画像を生成することが好ましい。
第2エネルギー分布における第2放射線の強度は、第1エネルギー分布における第1放射線の強度よりも低く、線源制御部は、1ショット撮影において、第2放射線だけを照射させることが好ましい。
放射線源は、冷陰極をもつ放射線管を有することが好ましい。冷陰極は、電界放出現象を利用して電子線を放出する電子放出源を有する電界放出型であることが好ましい。
放射線管は、第1放射線を発生する第1放射線管、および第2放射線を発生する第2放射線管の少なくとも2つあることが好ましい。
放射線を照射する放射線源と、被写体を透過した放射線を検出して、被写体の放射線画像を出力する放射線検出器とを備える放射線撮影装置の作動方法において、予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、放射線を放射線源に連続的に照射させる制御を行う線源制御ステップと、動画撮影モードを実行する場合に、放射線に基づく放射線画像を、放射線検出器から連続的に出力させる制御を行う検出器制御ステップと、放射線画像を取得する取得ステップと、被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付ステップと、動画撮影モードを実行中に、取得ステップにおいて取得した放射線画像に基づいて、エネルギーサブトラクション画像を生成する生成ステップであり、受付ステップにおいて要求信号を受け付けた場合にエネルギーサブトラクション画像を生成する生成ステップと、受付ステップにおいて要求信号を受け付けていない場合はエネルギーサブトラクション画像を生成しない非生成ステップと、を備える。
放射線を照射する放射線源と、被写体を透過した放射線を検出して、被写体の放射線画像を出力する放射線検出器とを備える放射線撮影装置の作動プログラムにおいて、予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、放射線を放射線源に連続的に照射させる制御を行う線源制御部と、動画撮影モードを実行する場合に、放射線に基づく放射線画像を、放射線検出器から連続的に出力させる制御を行う検出器制御部と、放射線画像を取得する取得部と、被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付部と、動画撮影モードを実行中に、取得部において取得した放射線画像に基づいて、エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部であり、受付部において要求信号を受け付けていない場合はエネルギーサブトラクション画像を生成せず、受付部において要求信号を受け付けた場合にエネルギーサブトラクション画像を生成する生成部として、コンピュータを機能させる。
本開示の技術によれば、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像を効率的に生成することが可能な放射線撮影装置、放射線撮影装置の作動方法、放射線撮影装置の作動プログラムを提供することができる。
放射線撮影装置等を示す図である。 放射線管を示す図である。 陰極を示す図である。 第1放射線の第1エネルギー分布および第2放射線の第2エネルギー分布を示すグラフである。 第1放射線管から第1放射線を発生させ、被写体を透過した第1放射線に基づく第1放射線画像を放射線検出器から出力させる様子を示す図である。 第2放射線管から第2放射線を発生させ、被写体を透過した第2放射線に基づく第2放射線画像を放射線検出器から出力させる様子を示す図である。 放射線のエネルギーに対する骨部組織と軟部組織の吸収係数を示すグラフである。 骨部画像を生成する様子を示す図である。 軟部画像を生成する様子を示す図である。 制御装置のCPUのブロック図である。 動画撮影モードを示す図である。 動画撮影モードの場合の撮影手順を示す図である。 コンソールを構成するコンピュータのブロック図である。 コンソールのCPUのブロック図である。 検知部、受付部、および生成部のタイミングチャートである。 画像表示画面を示す図である。 制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 コンソールの処理手順を示すフローチャートである。 コンソールの処理手順を示すフローチャートである。 オペレータの操作指示に応じて、要求信号を受付部に出力する照射スイッチを示す図である。 照射スイッチからの要求信号を受付部において受け付ける様子を示す図である。 第2実施形態の場合の検知部、受付部、および生成部のタイミングチャートである。 エネルギーサブトラクション画像の生成間隔の平均値を、フレーム間隔よりも長くする第3実施形態を示す図である。 第3実施形態の別の例を示す図である。 受付部において要求信号を受け付けていない場合は1ショット撮影を行い、受付部において要求信号を受け付けた場合に2ショット撮影を行う第4実施形態を示す図である。 受付部において要求信号を受け付けた場合に、2ショット撮影と1ショット撮影とを行う第5実施形態を示す図である。 2ショット撮影と1ショット撮影とを行った場合のエネルギーサブトラクション画像の生成方法を示す図である。 2ショット撮影と1ショット撮影とを交互に行う例を示す図である。 設定回の2ショット撮影の間に、1回の1ショット撮影を行う例を示す図である。 1ショット撮影において、第2放射線ではなく第1放射線だけを照射させる場合のエネルギーサブトラクション画像の生成方法を示す図である。
[第1実施形態]
図1において、放射線撮影装置2は、放射線源10、放射線検出器11、電圧発生器12、制御装置13、およびコンソール14を備える。放射線源10、放射線検出器11、電圧発生器12、および制御装置13は、例えば医療施設の放射線撮影室に設置される。一方、コンソール14は、例えば放射線撮影室の隣室の制御室に設置される。放射線撮影装置2は、放射線技師等のオペレータにより操作される。
放射線源10は、第1放射線管151および第2放射線管152を有する。第1放射線管151は、第1焦点F1から第1放射線R1を発生する。第2放射線管152は、第2焦点F2から第2放射線R2を発生する。以下では、第1放射線管151および第2放射線管152を、まとめて「放射線管15」という場合がある。同様に、第1焦点F1および第2焦点F2を、まとめて「焦点F」、第1放射線R1および第2放射線R2を、まとめて「放射線R」という場合がある。なお、放射線Rは、例えばX線、またはγ線である。
放射線検出器11は、被写体Hを透過した放射線Rを検出して、被写体Hの放射線画像RIを出力する。放射線検出器11は、放射線画像RIを制御装置13に送信する。なお、図1では、造影剤16を投与して被写体Hの胸部を放射線撮影している様子を例示している。
放射線検出器11は、放射線Rを電気信号に変換する画素が二次元配列された撮像面を有する。放射線検出器11は、放射線Rに基づいた信号電荷を画素に蓄積する蓄積動作と、信号電荷を画素から読み出して電気信号に変換する読み出し動作とを行う。このような放射線検出器11は、FPD(Flat Panel Detector)と呼ばれる。放射線検出器11は、放射線Rを可視光に変換するシンチレータを有し、シンチレータが発する可視光を電気信号に変換する間接変換型でもよいし、放射線Rを直接電気信号に変換する直接変換型でもよい。以下では、電気信号を「画素値」という場合がある。
電圧発生器12は、放射線管15に印加する管電圧を発生する。電圧発生器12と放射線管15とは、図示しない電圧ケーブルで接続されている。この電圧ケーブルを通じて、電圧発生器12において発生した管電圧が放射線管15に供給される。
制御装置13は、電圧発生器12を介して、放射線源10の動作を制御する。制御装置13には、コンソール14から放射線Rの照射条件が送信される。制御装置13は、照射条件を電圧発生器12に設定する。照射条件は、放射線管15に印加する管電圧、管電流、および放射線Rの照射時間である。管電流と照射時間の代わりに、管電流照射時間積(いわゆるmAs値)を照射条件としてもよい。
制御装置13には、照射スイッチ17を通じて、オペレータにより放射線撮影の開始指示が入力される。開始指示が入力された場合、制御装置13は、設定した照射条件にて、放射線管15から放射線Rを発生させる。なお、照射スイッチ17は、コンソール14とともに制御室に設置される。
制御装置13は、放射線検出器11の動作も制御する。制御装置13は、放射線源10による放射線Rの照射開始のタイミングに合わせて、放射線検出器11に蓄積動作を行わせる。また、制御装置13は、放射線源10による放射線Rの照射終了のタイミングに合わせて、放射線検出器11に読み出し動作を行わせる。さらに、制御装置13は、放射線検出器11から送信された放射線画像RIを受信する。制御装置13は、受信した放射線画像RIをコンソール14に転送する。
コンソール14には、オペレータにより照射条件が入力される。コンソール14は、入力された照射条件を制御装置13に送信する。また、コンソール14は、制御装置13から転送された放射線画像RIを受信する。
コンソール14は、LAN(Local Area Network)等のネットワーク20を介して、画像データベース(以下、DB(Data Base)と略す)サーバ21と通信可能に接続されている。画像DBサーバ21は、例えば、PACS(Picture Archiving and Communication System)サーバであり、コンソール14から放射線画像RIを受信し、これを蓄積管理する。
ネットワーク20には、端末装置22も接続されている。端末装置22は、例えば、放射線画像RIを参照して診断を行う医師が使用するパーソナルコンピュータである。端末装置22は、画像DBサーバ21から放射線画像RIを受信し、これをディスプレイに表示する。
図2において、放射線管15は、陰極30と陽極31とを有している。陰極30は、電子を放出する。陽極31は、電子が衝突することで放射線Rを発する。陰極30と陽極31とは、ほぼ円筒形状の真空のガラス管32に収容されている。陰極30は冷陰極である。より詳しくは、陰極30は、電界放出現象を利用して、陽極31に向けて電子線EBを放出する電子放出源を有する電界放出型である。陽極31は、回転機構により回転する回転陽極とは異なり、回転せずに位置が固定された固定陽極である。
陰極30と陽極31との間には、電圧発生器12からの管電圧が印加される。管電圧の印加により、陰極30から陽極31に向けて電子線EBが放出される。そして、電子線EBが衝突した陽極31の点である焦点Fから、放射線Rが発せられる。
放射線管15は、ハウジング33に収容されている。ハウジング33には、放射線Rを透過する放射線透過窓34が設けられている。陽極31から発せられた放射線Rは、この放射線透過窓34を通じて、ハウジング33外に出射される。なお、ハウジング33内は、絶縁油で満たされている。
放射線透過窓34には、照射野限定器35が設けられている。照射野限定器35はコリメータとも呼ばれ、放射線検出器11の撮像面における放射線Rの照射野を設定する。より詳しくは、照射野限定器35は、放射線透過窓34を透過した放射線Rを遮蔽する鉛等の複数枚の遮蔽板36を有している。そして、この遮蔽板36で画定される、例えば矩形状の照射開口の大きさを、遮蔽板36を移動させて変更することで、放射線Rの照射野を設定する。
図3において、陰極30は、半導体基板40上にエミッタ電極41とゲート電極42とが設けられた構造である。半導体基板40は、例えば結晶化シリコンである。エミッタ電極41は、例えばコーン形状のカーボンナノチューブである。エミッタ電極41は、ゲート電極42と接続されている。エミッタ電極41は、電子線EBの放出エリアとして機能する。すなわち、エミッタ電極41は、本開示の技術に係る「電子放出源」の一例である。
エミッタ電極41の周囲には、集束電極43が設けられている。この集束電極43に集束電圧を印加することで、エミッタ電極41が放出する電子線EBが陽極31に向けて加速され、かつ、電子線EBが集束される。
図4において、第1放射線管151から発生される第1放射線R1は、実線で示す第1エネルギー分布ED1を有する。対して、第2放射線管152から発生される第2放射線R2は、破線で示す第2エネルギー分布ED2を有する。第1放射線R1は、第2放射線R2よりも高い管電圧、例えば120kVの管電圧が設定されて発生される。第2放射線R2は、第1放射線R1よりも低い管電圧、例えば60kVの管電圧が設定されて発生される。こうした管電圧の高低差により、第2エネルギー分布ED2における第2放射線R2の強度は、第1エネルギー分布ED1における第1放射線R1の強度よりも低い。端的に言えば、第2放射線R2は、第1放射線R1よりもエネルギーが低い。以下では、第1エネルギー分布ED1および第2エネルギー分布ED2を、まとめて「エネルギー分布ED」という場合がある。
図5は、第1放射線管151から第1放射線R1を発生させ、被写体Hを透過した第1放射線R1に基づく第1放射線画像RI1を放射線検出器11から出力させる様子を示している。対して図6は、第2放射線管152から第2放射線R2を発生させ、被写体Hを透過した第2放射線R2に基づく第2放射線画像RI2を放射線検出器11から出力させる様子を示している。このように、放射線撮影装置2は、図4で示したようにエネルギー分布EDの異なる第1放射線R1および第2放射線R2を放射線源10から連続的に照射させ、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2を放射線検出器11から出力させるES撮影を行うことが可能である。
第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2には、肋骨、背骨といった骨部組織と、肺、胃といった軟部組織との両方が映っている。ただし、これら骨部組織と軟部組織とは、吸収しやすい放射線Rのエネルギーが異なる。このため、第1放射線画像RI1に映る骨部組織と第2放射線画像RI2に映る骨部組織は、画素値が異なる。また、第1放射線画像RI1に映る軟部組織と第2放射線画像RI2に映る軟部組織も、画素値が異なる。
より詳しくは図7に示すように、比較的高いエネルギーの放射線Rの骨部組織の吸収係数と軟部組織の吸収係数との差は小さい。対して比較的低いエネルギーの放射線Rの骨部組織の吸収係数と軟部組織の吸収係数との差は大きい。比較的高いエネルギーの放射線Rとは、第1放射線R1のことであり、比較的低いエネルギーの放射線Rとは、第2放射線R2のことである。このため、第1放射線画像RI1においては、骨部組織と軟部組織の画素値の比は小さくなり、第2放射線画像RI2においては、逆に骨部組織と軟部組織の画素値の比は大きくなる。
図8および図9は、図7で示した骨部組織と軟部組織の放射線Rの吸収係数の違いを利用して、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2に基づいて、被写体H内部の構造物が強調されたES画像を生成する様子を示している。図8は、骨部組織が強調された骨部画像BESIを生成する様子を示している。一方、図9は、軟部組織が強調された軟部画像SESIを生成する様子を示している。以下では、骨部画像BESIおよび軟部画像SESIを、まとめて「ES画像ESI」という場合がある。
図8において、骨部画像BESIは、次式(1)に示す演算を行うことで生成される。
BESI=RI1×α1−RI2×β1+B1・・・(1)
なお、α1、β1は重み付け係数であり、B1はバイアス値である。
重み付け係数α1、β1は、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2の軟部組織の画素値が一致する値に調整されている。このため、第1放射線画像RI1の画素値に重み付け係数α1を乗算し、第2放射線画像RI2の画素値に重み付け係数β1を乗算して、両者の画素値の差分をとると、軟部組織が除去されて骨部組織のみが描出された骨部画像BESIを生成することができる。
一方、図9において、軟部画像SESIは、次式(2)に示す演算を行うことで生成される。
SESI=RI1×α2−RI2×β2+B2・・・(2)
なお、α2、β2は重み付け係数であり、B2はバイアス値である。
重み付け係数α1、β1と同様に、重み付け係数α2、β2は、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2の骨部組織の画素値が一致する値に調整されている。このため、第1放射線画像RI1の画素値に重み付け係数α2を乗算し、第2放射線画像RI2の画素値に重み付け係数β2を乗算して、両者の画素値の差分をとると、骨部組織が除去されて軟部組織のみが描出された軟部画像SESIを生成することができる。
図10に示すように、制御装置13は、ストレージデバイス50、メモリ51、およびCPU(Central Processing Unit)52を備える。ストレージデバイス50は、例えばハードディスクドライブである。ストレージデバイス50には、作動プログラム53が記憶されている。作動プログラム53は、本開示の技術に係る「放射線撮影装置の作動プログラム」の一例である。作動プログラム53が起動されると、CPU52は、図示しないメモリ等と協働して、照射条件取得部55、線源制御部56、検出器制御部57、および画像転送部58として機能する。なお、ストレージデバイス50、メモリ51、およびCPU52は、本開示の技術に係る「コンピュータ」の一例である。
照射条件取得部55は、コンソール14から送信された照射条件を取得する。照射条件取得部55は、取得した照射条件を線源制御部56に出力する。
線源制御部56は、放射線源10の動作を制御する。線源制御部56は、照射条件取得部55からの照射条件を電圧発生器12に設定する。線源制御部56は、放射線撮影の開始指示が入力された場合、設定した照射条件にて、放射線管15から放射線Rを発生させる。線源制御部56は、放射線Rの照射開始を報せる照射開始報知信号、および放射線Rの照射終了を報せる照射終了報知信号を検出器制御部57に出力する。また、線源制御部56は、図5および図6で示したように、ES画像ESIを取得するために、第1放射線R1および第2放射線R2を放射線源10に照射させる制御を行う。
検出器制御部57は、放射線検出器11の動作を制御する。検出器制御部57は、線源制御部56からの照射開始報知信号に合わせて、放射線検出器11に蓄積動作を行わせる。また、検出器制御部57は、線源制御部56からの照射終了報知信号に合わせて、放射線検出器11に読み出し動作を行わせる。これにより、検出器制御部57は、放射線検出器11から放射線画像RIを出力させる。検出器制御部57は、放射線検出器11から送信された放射線画像RIを受信し、受信した放射線画像RIを画像転送部58に出力する。さらに、検出器制御部57は、図5および図6で示したように、第1放射線R1に基づく第1放射線画像RI1、および第2放射線R2に基づく第2放射線画像RI2を、放射線検出器11から出力させる制御を行う。
画像転送部58は、検出器制御部57からの放射線画像RIをコンソール14に転送する。
放射線撮影装置2は、予め設定されたフレーム間隔FIにしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像RIを連続的に取得する動画撮影モードを実行する。この動画撮影モードを実行する場合、線源制御部56および検出器制御部57は、各フレーム1、2、3、・・・において2ショット撮影を行う。より詳しくは図11に示すように、線源制御部56は、各フレーム1、2、3、・・・において、第1放射線R1および第2放射線R2を放射線源10に連続的に照射させる制御を行う。また、検出器制御部57は、各フレーム1、2、3、・・・において、第1放射線R1に基づく第1放射線画像RI1、および第2放射線R2に基づく第2放射線画像RI2を、放射線検出器11から出力させる制御を行う。すなわち、2ショット撮影とは、第1放射線R1および第2放射線R2を連続的に照射させ、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2を放射線検出器11から出力させる放射線撮影を指す。なお、フレーム間隔FIは、例えば約0.03秒(フレームレートで表現すると30フレーム/秒)である。
図12に示すように、動画撮影モードの場合の撮影手順は、撮影準備作業から開始される(ステップST10)。撮影準備作業は、具体的には、放射線撮影室において被写体Hのポジショニングを行う作業と、制御室においてコンソール14に照射条件を入力する作業である。なお、動画撮影モードの場合は、照射条件として、第1放射線R1および第2放射線R2の各々の管電圧、管電流、および照射時間が設定される。照射時間は、1回の第1放射線R1の照射時間、および1回の第2放射線R2の照射時間である。
撮影準備作業終了後、オペレータは、制御室において照射スイッチ17を操作して、放射線撮影装置2に動画撮影モードを開始させる(ステップST20)。
オペレータは、コンソール14のディスプレイ64に表示される放射線画像RI(図16参照)を観察しつつ、制御室から被写体Hに指示して被写体Hのポジショニングを微調整した後(ステップST30)、被写体Hに造影剤の投与を指示する(ステップST40)。所望の撮影がなされたと判断した場合、オペレータは、照射スイッチ17の操作を止め、動画撮影モードを終了させる(ステップST50)。
図13において、コンソール14を構成するコンピュータは、ストレージデバイス60、メモリ61、CPU(Central Processing Unit)62、通信部63、ディスプレイ64、および入力デバイス65を備えている。これらはバスライン66を介して相互接続されている。
ストレージデバイス60は、コンソール14を構成するコンピュータに内蔵、またはケーブル、ネットワークを通じて接続されたハードディスクドライブである。もしくはストレージデバイス60は、ハードディスクドライブを複数台連装したディスクアレイである。ストレージデバイス60には、オペレーティングシステム等の制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、およびこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。
メモリ61は、CPU62が処理を実行するためのワークメモリである。CPU62は、ストレージデバイス60に記憶されたプログラムをメモリ61へロードして、プログラムにしたがった処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。
通信部63は、ネットワーク20等を介した各種情報の伝送制御を行うネットワークインターフェースである。ディスプレイ64は各種画面を表示する。コンソール14を構成するコンピュータは、各種画面を通じて、入力デバイス65からの操作指示の入力を受け付ける。入力デバイス65は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。
図14において、コンソール14のストレージデバイス60には、作動プログラム70が記憶されている。作動プログラム70は、コンピュータをコンソール14として機能させるためのアプリケーションプログラムである。すなわち、作動プログラム70は、本開示の技術に係る「放射線撮影装置の作動プログラム」の一例である。
作動プログラム70が起動されると、コンソール14を構成するコンピュータのCPU62は、メモリ61等と協働して、取得部75、検知部76、受付部77、生成部78、および表示制御部79として機能する。
取得部75は、2ショット撮影毎に制御装置13から転送される第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2を取得する。取得部75は、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2を、検知部76、生成部78、および表示制御部79に出力する。また、取得部75は、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2を、ストレージデバイス60に記憶する。
検知部76は、被写体Hに造影剤16が投与されたか否かを検知する。例えば、検知部76は、第1放射線画像RI1と第2放射線画像RI2の各画素の画素値の差分をとる。検知部76は、差分の絶対値の平均値が閾値以上となった場合に、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知する。検知部76は、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知した場合に、診断に参照するES画像ESIの生成を要求する要求信号RSを受付部77に出力する。検知部76は、予め設定された期間PD(図15参照)経過後、要求信号RSの出力を停止する。
受付部77は、検知部76からの要求信号RSを受け付ける。受付部77は、要求信号RSを受け付けているか否かを示す信号を生成部78に出力する。
生成部78は、図8および図9で示した通り、取得部75からの第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2に基づいて、ES画像ESIを生成する。生成部78は、ES画像ESIを表示制御部79に出力する。また、生成部78は、生成したES画像ESIを、ストレージデバイス60に記憶する。
表示制御部79は、各種画面をディスプレイ64に表示する制御を行う。例えば、表示制御部79は、画像表示画面85(図16参照)をディスプレイ64に表示する制御を行う。
図15に示すように、生成部78は、動画撮影モードを実行中に、受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合はES画像ESIを生成しない。受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合とは、検知部76において、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知していない場合である。また、受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合とは、検知部76において、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知してから期間PDが経過した後である。
対して、生成部78は、動画撮影モードを実行中に、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合にES画像ESIを生成する。受付部77において要求信号RSを受け付けた場合とは、検知部76において、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知してから期間PDが経過するまでである。生成部78は、予め設定されたフレーム間隔FIでES画像ESIを生成する。なお、期間PDは、例えば5秒である。
図16に示すように、表示制御部79の制御の下、ディスプレイ64に表示される画像表示画面85には、第1表示枠86Aおよび第2表示枠86Bが設けられる。第1表示枠86Aには、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちのいずれかが表示される。第2表示枠86Bには、ES画像ESI、すなわち骨部画像BESIおよび軟部画像SESIのうちのいずれかが表示される。生成部78においてES画像ESIを生成していない場合、第2表示枠86Bには何も表示されない。図16では、第1表示枠86Aに第2放射線画像RI2が、第2表示枠86Bに軟部画像SESIが、それぞれ表示された状態を例示している。
第1表示枠86Aの下部には第1切替ボタン87Aが、第2表示枠86Bの下部には第2切替ボタン87Bが、それぞれ設けられている。第1切替ボタン87Aが選択された場合、表示制御部79は、第1表示枠86Aにおける第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2の表示を切り替える。第2切替ボタン87Bが選択された場合、表示制御部79は、第2表示枠86Bにおける骨部画像BESIおよび軟部画像SESIの表示を切り替える。なお、OKボタン88が選択された場合、表示制御部79は、画像表示画面85の表示を消す。
次に、上記構成による作用について、図17〜図19に示すフローチャートを参照して説明する。制御装置13において作動プログラム53が起動されると、図10で示したように、制御装置13のCPU52は、照射条件取得部55、線源制御部56、検出器制御部57、および画像転送部58として機能される。また、コンソール14において作動プログラム70が起動されると、図14で示したように、コンソール14のCPU62は、取得部75、検知部76、受付部77、生成部78、および表示制御部79として機能される。
図12のステップST10で示したように、撮影準備作業においてコンソール14に設定された照射条件は、制御装置13の照射条件取得部55で取得される。照射条件は、照射条件取得部55から線源制御部56に出力され、線源制御部56によって電圧発生器12に設定される。
図17において、照射スイッチ17が操作されて動画撮影モードの開始が指示された場合、図11で示したように2ショット撮影が行われる。より詳しくは、線源制御部56により、第1放射線R1および第2放射線R2が放射線源10から連続的に照射される(ステップST100)。また、検出器制御部57により、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2が、放射線検出器11から出力される(ステップST110)。なお、ステップST100は、本開示の技術に係る「線源制御ステップ」の一例である。また、ステップST110は、本開示の技術に係る「検出器制御ステップ」の一例である。
第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2は、検出器制御部57から画像転送部58に出力される。第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2は、画像転送部58によりコンソール14に転送される(ステップST120)。制御装置13では、これらステップST100〜ST120の処理が、動画撮影モードが終了される(ステップST130でYES)まで繰り返し続けられる。
図18において、コンソール14では、制御装置13からの第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2が、取得部75により取得される(ステップST200)。第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2は、取得部75から検知部76、生成部78、および表示制御部79に出力される。また、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2は、ストレージデバイス60に記憶される。なお、ステップST200は、本開示の技術に係る「取得ステップ」の一例である。
検知部76では、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2に基づいて、被写体Hに造影剤16が投与されたか否かが検知される(ステップST210)。検知部76において、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知されていない場合(ステップST220でNO)、図19に示すように、生成部78においてES画像ESIは生成されない(ステップST230)。ディスプレイ64には、表示制御部79の制御の下、画像表示画面85が表示される(ステップST240)。この場合、第2表示枠86Bには、ES画像ESIは表示されない。なお、ステップST230は、本開示の技術に係る「非生成ステップ」の一例である。
一方、検知部76において、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知された場合(ステップST220でYES)、検知部76から受付部77に要求信号RSが出力される(ステップST250)。これにより、受付部77に要求信号RSが入力され、受付部77おいて要求信号RSが受け付けられる(ステップST260)。そして、要求信号RSを受け付けた旨の信号が受付部77から生成部78に出力される。なお、ステップST260は、本開示の技術に係る「受付ステップ」の一例である。
受付部77において要求信号RSが受け付けられた場合、生成部78においてES画像ESIが生成される(ステップST270)。ES画像ESIは、生成部78から表示制御部79に出力される。また、ES画像ESIは、ストレージデバイス60に記憶される。なお、ステップST270は、本開示の技術に係る「生成ステップ」の一例である。
ディスプレイ64には、表示制御部79の制御の下、画像表示画面85が表示される(ステップST280)。この場合、第2表示枠86Bには、図16で示したようにES画像ESIが表示される。
その後、ステップST200と同じく、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2が取得部75により取得され(ステップST290)、検知部76、生成部78、および表示制御部79に出力される。これらステップST250〜ST290の処理は、検知部76において、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知してから、予め設定された期間PDが経過する(ステップST300でYES)まで繰り返し続けられる。なお、ステップST290も、本開示の技術に係る「取得ステップ」の一例である。
被写体Hに造影剤16が投与されたと検知してから期間PD経過後(ステップST300でYES)、検知部76からの要求信号RSの出力が停止される(ステップST310)。これにより、受付部77への要求信号RSの入力がなくなり、受付部77において要求信号RSが受け付けられなくなる(ステップST320)。生成部78においては、ステップST230と同じく、ES画像ESIが生成されなくなる(ステップST330)。ディスプレイ64には、ステップST240と同じく、表示制御部79の制御の下、ES画像ESIが非表示の画像表示画面85が表示される(ステップST340)。なお、ステップST330も、本開示の技術に係る「非生成ステップ」の一例である。
その後、ステップST200、ST290と同じく、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2が取得部75により取得され(ステップST350)、検知部76、生成部78、および表示制御部79に出力される。これらステップST330〜ST350の処理は、動画撮影モードが終了される(ステップST360でYES)まで繰り返し続けられる。なお、ステップST350も、本開示の技術に係る「取得ステップ」の一例である。
以上説明したように、線源制御部56は、予め設定されたフレーム間隔FIにしたがった動画表示のために必要な放射線画像RIを連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、第1放射線R1および第2放射線R2を放射線源10に照射させる制御を行う。また、検出器制御部57は、動画撮影モードを実行する場合に、第1放射線R1に基づく第1放射線画像RI1、および第2放射線R2に基づく第2放射線画像RI2を、放射線検出器11から連続的に出力させる制御を行う。取得部75は、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2を取得する。受付部77は、診断に参照するES画像ESIの生成を要求する要求信号RSを受け付ける。生成部78は、取得部75において取得した第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2に基づいて、ES画像ESIを生成する。図15で示したように、生成部78は、受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合はES画像ESIを生成しない。対して生成部78は、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合にES画像ESIを生成する。したがって、診断に参照するES画像ESIを効率的に生成することが可能となる。また、ES画像ESIを生成する処理の負荷を軽減することができる。
本実施形態の放射線撮影装置2は、被写体Hに造影剤16が投与されたか否かを検知し、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知した場合に、要求信号RSを受付部77に出力する検知部76を備えている。したがって、診断に参照する可能性が非常に高い、造影剤16が映ったES画像ESIを、オペレータの手を煩わすことなく確実に取得することができる。
なお、被写体Hに造影剤16を投与する装置を用いる場合は、当該装置からの、被写体Hに造影剤16を投与した旨の信号を受信した場合に、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知してもよい。
本実施形態の放射線撮影装置2は、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの少なくともいずれか1つと、ES画像ESIを表示する制御を行う表示制御部79を備えている。したがって、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの少なくともいずれか1つと、ES画像ESIを、オペレータの閲覧に供することができる。オペレータは、図12のステップST30で示した被写体Hのポジショニングの微調整を指示したり、放射線画像RIの映り具合を確認したりすることができる。
なお、生成部78においてES画像ESIが生成されていないうちは、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの少なくともいずれか1つだけを表示してもよい。そして、生成部78においてES画像ESIが生成された場合に、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの少なくともいずれか1つに代えて、ES画像ESIを表示してもよい。また、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2、骨部画像BESIおよび軟部画像SESIを並べて表示してもよい。
図2および図3で示したように、放射線管15は、冷陰極である陰極30をもつ。冷陰極は、熱電子を放出するフィラメント構造の陰極よりも遥かに発熱量が小さい。このため放熱構造が不要で、放射線管15の小型化が可能である。具体的には、放射線管15の直径を、例えば約50mm以下とすることができる。したがって、放射線源10の小型化に寄与することができる。
本実施形態のように第1放射線管151および第2放射線管152の2つの放射線管15を用いる場合に、両放射線管15が冷陰極の陰極30をもつものであれば、小型であるがゆえに、第1放射線管151および第2放射線管152を近接して配置することが可能となる。言い換えれば、第1放射線R1の第1焦点F1および第2放射線R2の第2焦点F2の距離を近付けることが可能となる。このため、ES画像ESIの画質に影響する、放射線検出器11の撮像面に対する放射線R1および放射線R2の照射角度のズレも小さくなる。したがって、1つの放射線管15を用いた場合とほぼ同等の画質のES画像ESIを取得することができる。
また、これも図2および図3で示したように、陰極30は、電界放出現象を利用して電子線を放出する電子放出源を有する電界放出型である。電界放出型の陰極30は、熱電子を放出するフィラメント構造の陰極と比べて、短い間隔で放射線Rを発生させることができる。したがって、単位時間当たりのES画像ESIの取得枚数を増やすことができる。
本実施形態においては、第1放射線R1を発生する第1放射線管151、および第2放射線R2を発生する第2放射線管152の2つの放射線管15を用いている。したがって、1つの放射線管15を用いた場合と比べて、放射線管15に掛かる負荷を軽減することができる。また、2ショット撮影における第1放射線R1と第2放射線R2との照射間隔を極限まで狭められるので、第1放射線画像RI1と第2放射線画像RI2とから被写体Hの体動の影響をほぼ取り除くことができる。
放射線管15は2つ以上あってもよいし、1つであってもよい。1つの放射線管15を用いた場合も、電界放出型の陰極30を用いれば、2ショット撮影における第1放射線R1と第2放射線R2との照射間隔を狭められる。したがって、第1放射線画像RI1と第2放射線画像RI2とから被写体Hの体動の影響を取り除くことができる。
[第2実施形態]
図20〜図22に示す第2実施形態では、オペレータの操作指示に応じて、要求信号RSを受付部77に出力する操作部を備える。
図20において、照射スイッチ90は、制御装置13に接続され、オペレータの手で操作される第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、および第3スイッチSW3を有する。第1スイッチSW1および第2スイッチSW2は、2段階押しのスイッチである。第1スイッチSW1がオペレータにより押下された場合、照射スイッチ90は、放射線源10にウォームアップ動作を行わせるための信号を制御装置13に出力する。第2スイッチSW2がオペレータにより押下された場合、照射スイッチ90は、動画撮影モードを開始させるための信号を制御装置13に出力する。第3スイッチSW3がオペレータにより押下された場合、照射スイッチ90は、要求信号RSを制御装置13に出力する。すなわち、照射スイッチ90は、本開示の技術に係る「操作部」の一例である。
制御装置13は、要求信号RSをコンソール14に転送する。図21に示すように、コンソール14の受付部77は、制御装置13から転送された、照射スイッチ90が出力した要求信号RSを受け付ける。受付部77は、要求信号RSを受け付けた旨の信号を生成部78に出力する。
図22に示すように、生成部78は、照射スイッチ90の第3スイッチSW3がオフされて、受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合はES画像ESIを生成しない。対して、生成部78は、照射スイッチ90の第3スイッチSW3がオンされて、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合にES画像ESIを生成する。
このように、第2実施形態では、オペレータの操作指示に応じて、要求信号RSを受付部77に出力する照射スイッチ90を備えている。オペレータは、診断に参照すると判断した場合に、照射スイッチ90の第3スイッチSW3をオンする。したがって、オペレータが診断に参照すると判断したES画像ESIを、確実に取得することができる。
なお、操作部は例示した照射スイッチ90に限らない。動画撮影モードの開始を指示するスイッチとは別に、要求信号RSを出力するスイッチを設けてもよい。オペレータが手で操作するスイッチではなく、オペレータが足で操作するフットスイッチを操作部としてもよい。フットスイッチを2段階押しとし、第1スイッチの押下で放射線源10にウォームアップ動作を行わせるための信号および動画撮影モードを開始させるための信号を出力し、第2スイッチの押下で要求信号RSを出力してもよい。
オペレータの操作指示に応じて、要求信号RSを受付部77に出力する本第2実施形態と、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知した場合に、要求信号RSを受付部77に出力する上記第1実施形態とを複合して実施してもよい。この場合、オペレータが要求信号RSを出力するスイッチを操作していなくても、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知した場合は、要求信号RSを受付部77に出力する。また、被写体Hに造影剤16が投与されたと検知していなくても、オペレータが要求信号RSを出力するスイッチを操作した場合は、要求信号RSを受付部77に出力する。
[第3実施形態]
図23および図24に示す第3実施形態では、ES画像ESIの生成間隔の平均値を、フレーム間隔FIよりも長くする。
図23は、ES画像ESIの生成間隔を、フレーム間隔FIの2倍の2FI(約0.07秒、フレームレートで表現すると15フレーム/秒)とした例を示す。こうしてES画像ESIの生成間隔の平均値をフレーム間隔FIよりも長くすることで、ES画像ESIを生成する処理の負荷をより軽減することができる。
なお、ES画像ESIの生成間隔は、例示した2FIに限らない。1.5FIでもよいし、3FI、4FI等でもよい。また、図24に示すように、フレーム間隔FIでES画像ESIを生成する場合と、フレーム間隔FIよりも長い間隔(ここでは2FIを例示)でES画像ESIを生成する場合とが混在していてもよい。図24の場合も、結果として、ES画像ESIの生成間隔の平均値は、フレーム間隔FIよりも長くなる。
[第4実施形態]
図25において、第4実施形態の動画撮影モードは、受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合は1ショット撮影を行い、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合に2ショット撮影を行うモードである。
上記第1実施形態を適用した場合、検知部76から要求信号RSが出力され、受付部77において要求信号RSが受け付けられた旨が、コンソール14から制御装置13に送信される。これにより、線源制御部56および検出器制御部57は、受付部77において要求信号RSが受け付けられた旨を認識する。上記第2実施形態を適用した場合、線源制御部56および検出器制御部57は、操作部からの要求信号RSを直に受け付けることで、受付部77において要求信号RSが受け付けられた旨を認識する。
ここで、1ショット撮影とは、第1放射線R1および第2放射線R2のうちの一方だけを放射線源10に照射させ、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの一方だけを放射線検出器11から出力させる放射線撮影を指す。図25では、1ショット撮影において、第2放射線R2だけが照射されている。すなわち、第2放射線R2は、本開示の技術に係る「第1放射線および第2放射線のうちの一方」の一例である。この場合、1ショット撮影においては、第2放射線画像RI2だけが放射線検出器11から出力される。すなわち、第2放射線画像RI2は、本開示の技術に係る「第1放射線画像および第2放射線画像のうちの一方」の一例である。
受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合は、生成部78においてES画像ESIは生成されない。このため、受付部77において要求信号RSを受け付けていない場合は、2ショット撮影はそもそも不要である。そこで、第4実施形態では、線源制御部56および検出器制御部57は、受付部77において要求信号RSを受け付けておらず、2ショット撮影が不要な場合は1ショット撮影を行い、受付部77において要求信号RSを受け付け、2ショット撮影が必要な場合に限り2ショット撮影を行う。こうすることで、放射線Rの線量を低減することが可能となる。結果として被写体Hの被曝量を低減することが可能となる。また、2ショット撮影を連続的に複数回行う場合と比べて、放射線管15および放射線検出器11に掛かる負荷を軽減すること可能となる。
[第5実施形態]
図26において、第5実施形態の動画撮影モードは、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合に、2ショット撮影と1ショット撮影とを行うモードである。
図26では、連続する4つのフレームを見た場合、2ショット撮影の回数が1回、1ショット撮影の回数が3回となっている。つまり、1ショット撮影の回数が2ショット撮影の回数よりも多くなっている。また、図26では、3回の1ショット撮影の間に、1回の2ショット撮影が行われている。つまり、設定回の1ショット撮影の間に、1回の2ショット撮影が行われている。なお、設定回は例示の3回に限らず、2回でもよいし3回以上でもよい。また、設定回をオペレータが設定変更することが可能な構成としてもよい。
図27に示すように、2ショット撮影に対応するES画像ESIは、2ショット撮影において放射線検出器11から出力された第1放射線画像RI1と第2放射線画像RI2とに基づいて生成される。例えばフレーム1のES画像ESI_1は、第1放射線画像RI1_1と第2放射線画像RI2_1とに基づいて生成される。
対して1ショット撮影に対応するES画像ESIは、1ショット撮影において放射線検出器11から出力された第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの一方と、1ショット撮影の直近の2ショット撮影において出力された第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの他方とに基づいて生成される。
図27では、「第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの一方」は第2放射線画像RI2、「第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの他方」は第1放射線画像RI1である。このため、例えばフレーム2のES画像ESI_2は、直近の2ショット撮影であるフレーム1の第1放射線画像RI1_1と、第2放射線画像RI2_2とに基づいて生成される。また、例えばフレーム8のES画像ESI_8は、直近の2ショット撮影であるフレーム5の第1放射線画像RI1_5と、第2放射線画像RI2_8とに基づいて生成される。
このように、第5実施形態では、線源制御部56および検出器制御部57は、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合に、2ショット撮影と1ショット撮影とを行う。したがって、図25で示した、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合に2ショット撮影を行う上記第4実施形態と比べて、さらに放射線Rの線量、ひいては被写体Hの被曝量を低減することが可能となる。また、放射線管15および放射線検出器11に掛かる負荷をさらに軽減すること可能となる。
2ショット撮影に対応するES画像ESIは、2ショット撮影において放射線検出器11から出力された第1放射線画像RI1と第2放射線画像RI2とに基づいて生成される。対して1ショット撮影に対応するES画像ESIは、1ショット撮影において放射線検出器11から出力された第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの一方と、1ショット撮影の直近の2ショット撮影において出力された第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの他方とに基づいて生成される。したがって、2ショット撮影を連続的に複数回行わなくとも、複数枚のES画像ESIを連続的に取得することができる。また、1ショット撮影に対応するES画像ESIを生成する場合は、直近の2ショット撮影において出力された第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2のうちの他方を使い回すので、ES画像ESIを生成する処理の負荷を軽減することができる。
図26および図27の例では、1ショット撮影の回数が2ショット撮影の回数よりも多い。したがって、2ショット撮影の回数が、1ショット撮影の回数以上の場合と比べて、放射線Rの線量をより低減することが可能となる。
また、図26および図27の例では、設定回の1ショット撮影の間に、1回の2ショット撮影を行う。したがって、規則的に2ショット撮影と1ショット撮影とを行えばよく、簡単に線源制御および検出器制御を行うことができる。
さらに、図26および図27の例では、線源制御部56は、1ショット撮影において、強度が低い第2放射線R2だけを照射させる。したがって、強度が高い第1放射線R1だけを照射させる場合と比べて、放射線Rの線量をより低減することが可能となる。また、強度が高い第1放射線R1だけを照射させる場合、第1放射線画像RI1の検出後に放射線検出器11に残像が生じるおそれが高くなるが、強度が低い第2放射線R2であれば、残像が生じるおそれは低いため、残像による第2放射線画像RI2の画質劣化、ひいてはES画像ESIの画質劣化を抑制することができる。
図28は、2ショット撮影と1ショット撮影とを交互に行う例を示す。また、図29は、設定回(ここでは2回)の2ショット撮影の間に、1回の1ショット撮影を行う例を示す。このように、1ショット撮影の回数と2ショット撮影の回数は同数でもよいし、2ショット撮影の回数を、1ショット撮影の回数よりも多くしてもよい。また、図示は省略するが、2ショット撮影は最初に1回だけ行い、あとは1ショット撮影を連続的に複数回行ってもよい。要するに、2ショット撮影を連続的に複数回行う場合と比べて、放射線Rの線量を低減することが可能な態様であればよい。なお、図28および図29では、第1放射線画像RI1および第2放射線画像RI2の図示を省略している。
図30は、1ショット撮影において、第2放射線R2ではなく第1放射線R1だけを照射させる態様を示す。この場合、第1放射線R1は、本開示の技術に係る「第1放射線および第2放射線のうちの一方」の一例である。また、第1放射線画像RI1は、本開示の技術に係る「第1放射線画像および第2放射線画像のうちの一方」の一例である。逆に、第2放射線画像RI2は、本開示の技術に係る「第1放射線画像および第2放射線画像のうちの他方」の一例である。
ES画像ESIの生成の仕方は、図27の例における第1放射線画像RI1と第2放射線画像RI2が逆になる。例えばフレーム2のES画像ESI_2は、直近の2ショット撮影であるフレーム1の第2放射線画像RI2_1と、第1放射線画像RI1_2とに基づいて生成される。また、例えばフレーム8のES画像ESI_8は、直近の2ショット撮影であるフレーム5の第2放射線画像RI2_5と、第1放射線画像RI1_8とに基づいて生成される。
受付部77において要求信号RSを受け付けた場合に2ショット撮影を行う上記第4実施形態と、受付部77において要求信号RSを受け付けた場合に2ショット撮影と1ショット撮影とを行う本第5実施形態とを、オペレータが選択可能に構成してもよい。
冷陰極は電界放出型に限らない。熱電子放出以外の方式であればよい。また、陰極30は冷陰極に限らず、熱陰極でもよい。
1回の2ショット撮影で完了する従来のES撮影を行う撮影モード、ES撮影ではなく、単純に静止画の放射線画像を取得するための撮影モード等があってもよい。
2ショット撮影において、最初に第2放射線R2を照射させて第2放射線画像RI2を出力させ、続いて第1放射線R1を照射させて第1放射線画像RI1を出力させてもよい。
制御装置13とコンソール14とを、1つの装置に統合してもよい。また、制御装置13を、放射線源10の動作を制御する線源制御装置と、放射線検出器11の動作を制御する検出器制御装置とに分け、線源制御装置に線源制御部56を、検出器制御装置に検出器制御部57をそれぞれ設けてもよい。
コンソール14を構成するコンピュータのハードウェア構成は種々の変形が可能である。例えば、コンソール14を、処理能力および信頼性の向上を目的として、ハードウェアとして分離された複数台のコンピュータで構成することも可能である。具体的には、取得部75および検知部76の機能と、受付部77、生成部78、および表示制御部79の機能とを、2台のコンピュータに分散して担わせる。この場合は2台のコンピュータでコンソール14を構成する。
このように、コンソール14のコンピュータのハードウェア構成は、処理能力、安全性、信頼性等の要求される性能に応じて適宜変更することができる。さらに、ハードウェアに限らず、作動プログラム53、70等のアプリケーションプログラムについても、安全性および信頼性の確保を目的として、二重化したり、あるいは、複数のストレージデバイスに分散して格納することももちろん可能である。
上記各実施形態において、例えば、照射条件取得部55、線源制御部56、検出器制御部57、画像転送部58、取得部75、検知部76、受付部77、生成部78、および表示制御部79といった各種の処理を実行する処理部(Processing Unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(Processor)を用いることができる。各種のプロセッサには、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPU52、62に加えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
1つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ、CPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。
複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)を用いることができる。
以上の記載から、以下の付記項1に記載の発明を把握することができる。
[付記項1]
放射線を照射する放射線源と、被写体を透過した前記放射線を検出して、前記被写体の放射線画像を出力する放射線検出器とを備える放射線撮影装置において、
予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の前記放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、前記放射線を前記放射線源に連続的に照射させる制御を行う線源制御プロセッサと、
前記動画撮影モードを実行する場合に、前記放射線に基づく前記放射線画像を、前記放射線検出器から連続的に出力させる制御を行う検出器制御プロセッサと、
前記放射線画像を取得する取得プロセッサと、
前記被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付プロセッサと、
前記動画撮影モードを実行中に、前記取得プロセッサにおいて取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成プロセッサであり、前記受付プロセッサにおいて前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成せず、前記受付プロセッサにおいて前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成プロセッサと、
を備える放射線撮影装置。
また、本開示の技術は、以下の付記項2〜付記項5に記載の発明を含む。
[付記項2]
予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、放射線を放射線源に連続的に照射させることで放射線検出器から連続的に出力された前記放射線画像を取得する取得部と、
被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付部と、
前記動画撮影モードを実行中に、前記取得部において取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部であり、前記受付部において前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成せず、前記受付部において前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部と、
を備える画像処理装置。
[付記項3]
予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、放射線を放射線源に連続的に照射させることで放射線検出器から連続的に出力された前記放射線画像を取得する取得ステップと、
被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付ステップと、
前記動画撮影モードを実行中に、前記取得ステップにおいて取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成ステップであり、前記受付ステップにおいて前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成ステップと、
前記受付ステップにおいて前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成しない非生成ステップと、
を備える画像処理装置の作動方法。
[付記項4]
予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、放射線を放射線源に連続的に照射させることで放射線検出器から連続的に出力された前記放射線画像を取得する取得部と、
被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付部と、
前記動画撮影モードを実行中に、前記取得部において取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部であり、前記受付部において前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成せず、前記受付部において前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部として、
コンピュータを機能させる画像処理装置の作動プログラム。
[付記項5]
予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、放射線を放射線源に連続的に照射させることで放射線検出器から連続的に出力された前記放射線画像を取得する取得プロセッサと、
被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付プロセッサと、
前記動画撮影モードを実行中に、前記取得プロセッサにおいて取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成プロセッサであり、前記受付プロセッサにおいて前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成せず、前記受付プロセッサにおいて前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成プロセッサと、
を備える画像処理装置。
なお、上記各実施形態のコンソール14が、付記項2〜付記項5に記載の「画像処理装置」の一例である。また、作動プログラム70が、付記項4に記載の「画像処理装置の作動プログラム」の一例である。
本開示の技術は、上述の種々の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記各実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する記憶媒体にもおよぶ。
以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
2 放射線撮影装置
10 放射線源
11 放射線検出器
12 電圧発生器
13 制御装置
14 コンソール
15 放射線管
16 造影剤
17 照射スイッチ
20 ネットワーク
21 画像データベースサーバ(画像DBサーバ)
22 端末装置
30 陰極
31 陽極
32 ガラス管
33 ハウジング
34 放射線透過窓
35 照射野限定器
36 遮蔽板
40 半導体基板
41 エミッタ電極
42 ゲート電極
43 集束電極
50 ストレージデバイス
51 メモリ
52 CPU
53 作動プログラム(放射線撮影装置の作動プログラム)
55 照射条件取得部
56 線源制御部
57 検出器制御部
58 画像転送部
60 ストレージデバイス
61 メモリ
62 CPU
63 通信部
64 ディスプレイ
65 入力デバイス
66 バスライン
70 作動プログラム(放射線撮影装置の作動プログラム)
75 取得部
76 検知部
77 受付部
78 生成部
79 表示制御部
85 画像表示画面
86A、86B 第1表示枠、第2表示枠
87A、87B 第1切替ボタン、第2切替ボタン
88 OKボタン
90 照射スイッチ(操作部)
151 第1放射線管
152 第2放射線管
BESI 骨部画像
EB 電子線
ED、ED1、ED2 エネルギー分布、第1エネルギー分布、第2エネルギー分布
ESI エネルギーサブトラクション画像(ES画像)
F、F1、F2 焦点、第1焦点、第2焦点
FI フレーム間隔
H 被写体
PD 期間
R、R1、R2 放射線、第1放射線、第2放射線
RI、RI1、RI2 放射線画像、第1放射線画像、第2放射線画像
RS 要求信号
SESI 軟部画像
ST10、ST20、ST30、ST40、ST50、ST120、ST130、ST210、ST220、ST240、ST250、ST280、ST300、ST310、ST320、ST340、ST360 ステップ
ST100 ステップ(線源制御ステップ)
ST110 ステップ(検出器制御ステップ)
ST200、ST290、ST350 ステップ(取得ステップ)
ST230、ST330 ステップ(非生成ステップ)
ST260 ステップ(受付ステップ)
ST270 ステップ(生成ステップ)
SW1、SW2、SW3 第1スイッチ、第2スイッチ、第3スイッチ

Claims (16)

  1. 放射線を照射する放射線源と、
    被写体を透過した前記放射線を検出して、前記被写体の放射線画像を出力する放射線検出器と、
    予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の前記放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、前記放射線を前記放射線源に連続的に照射させる制御を行う線源制御部と、
    前記動画撮影モードを実行する場合に、前記放射線に基づく前記放射線画像を、前記放射線検出器から連続的に出力させる制御を行う検出器制御部と、
    前記放射線画像を取得する取得部と、
    前記被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付部と、
    前記動画撮影モードを実行中に、前記取得部において取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部であり、前記受付部において前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成せず、前記受付部において前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部と、
    を備える放射線撮影装置。
  2. 前記動画撮影モードは、第1エネルギー分布を有する第1放射線、および前記第1エネルギー分布とは異なる第2エネルギー分布を有する第2放射線を前記放射線源に照射させ、前記第1放射線に基づく第1放射線画像、および前記第2放射線に基づく第2放射線画像を、前記放射線検出器から出力させることを含み、
    前記生成部は、前記第1放射線画像および前記第2放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する請求項1に記載の放射線撮影装置。
  3. 前記被写体に造影剤が投与されたか否かを検知し、前記造影剤が投与されたと検知した場合に、前記要求信号を前記受付部に出力する検知部を備える請求項2に記載の放射線撮影装置。
  4. オペレータの操作指示に応じて、前記要求信号を前記受付部に出力する操作部を備える請求項2または請求項3に記載の放射線撮影装置。
  5. 前記エネルギーサブトラクション画像の生成間隔の平均値は、前記フレーム間隔よりも長い請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。
  6. 前記第1放射線画像および前記第2放射線画像のうちの少なくともいずれか1つと、前記エネルギーサブトラクション画像を表示する制御を行う表示制御部を備える請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。
  7. 前記動画撮影モードは、前記受付部において前記要求信号を受け付けていない場合は、前記第1放射線および前記第2放射線のうちの一方だけを前記放射線源に照射させ、前記第1放射線画像および前記第2放射線画像のうちの一方だけを前記放射線検出器から出力させる1ショット撮影を行うモードである請求項2から請求項6のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。
  8. 前記動画撮影モードは、前記受付部において前記要求信号を受け付けた場合に、前記第1放射線および前記第2放射線を前記放射線源に連続的に照射させ、前記第1放射線画像および前記第2放射線画像を前記放射線検出器から出力させる2ショット撮影を行うモードである請求項7に記載の放射線撮影装置。
  9. 前記動画撮影モードは、前記受付部において前記要求信号を受け付けた場合に、前記第1放射線および前記第2放射線を前記放射線源に連続的に照射させ、前記第1放射線画像および前記第2放射線画像を前記放射線検出器から出力させる2ショット撮影と、前記1ショット撮影とを行うモードである請求項7または請求項8に記載の放射線撮影装置。
  10. 前記生成部は、前記2ショット撮影において前記放射線検出器から出力された前記第1放射線画像と前記第2放射線画像とに基づいて、前記2ショット撮影に対応する前記エネルギーサブトラクション画像を生成し、
    前記1ショット撮影において前記放射線検出器から出力された前記第1放射線画像および前記第2放射線画像のうちの一方と、前記1ショット撮影の直近の前記2ショット撮影において出力された前記第1放射線画像および前記第2放射線画像のうちの他方とに基づいて、前記1ショット撮影に対応する前記エネルギーサブトラクション画像を生成する請求項9に記載の放射線撮影装置。
  11. 前記第2エネルギー分布における前記第2放射線の強度は、前記第1エネルギー分布における前記第1放射線の強度よりも低く、
    前記線源制御部は、前記1ショット撮影において、前記第2放射線だけを照射させる請求項7から請求項10のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。
  12. 前記放射線源は、冷陰極をもつ放射線管を有する請求項2から請求項11のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。
  13. 前記冷陰極は、電界放出現象を利用して電子線を放出する電子放出源を有する電界放出型である請求項12に記載の放射線撮影装置。
  14. 前記放射線管は、前記第1放射線を発生する第1放射線管、および前記第2放射線を発生する第2放射線管の少なくとも2つある請求項12または請求項13に記載の放射線撮影装置。
  15. 放射線を照射する放射線源と、被写体を透過した前記放射線を検出して、前記被写体の放射線画像を出力する放射線検出器とを備える放射線撮影装置の作動方法において、
    予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の前記放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、前記放射線を前記放射線源に連続的に照射させる制御を行う線源制御ステップと、
    前記動画撮影モードを実行する場合に、前記放射線に基づく前記放射線画像を、前記放射線検出器から連続的に出力させる制御を行う検出器制御ステップと、
    前記放射線画像を取得する取得ステップと、
    前記被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付ステップと、
    前記動画撮影モードを実行中に、前記取得ステップにおいて取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成ステップであり、前記受付ステップにおいて前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成ステップと、
    前記受付ステップにおいて前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成しない非生成ステップと、
    を備える放射線撮影装置の作動方法。
  16. 放射線を照射する放射線源と、被写体を透過した前記放射線を検出して、前記被写体の放射線画像を出力する放射線検出器とを備える放射線撮影装置の作動プログラムにおいて、
    予め設定されたフレーム間隔にしたがった動画表示のために必要な複数枚の前記放射線画像を連続的に取得する動画撮影モードを実行するために、前記放射線を前記放射線源に連続的に照射させる制御を行う線源制御部と、
    前記動画撮影モードを実行する場合に、前記放射線に基づく前記放射線画像を、前記放射線検出器から連続的に出力させる制御を行う検出器制御部と、
    前記放射線画像を取得する取得部と、
    前記被写体内部の構造物が強調されたエネルギーサブトラクション画像であり、診断に参照するエネルギーサブトラクション画像の生成を要求する要求信号を受け付ける受付部と、
    前記動画撮影モードを実行中に、前記取得部において取得した前記放射線画像に基づいて、前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部であり、前記受付部において前記要求信号を受け付けていない場合は前記エネルギーサブトラクション画像を生成せず、前記受付部において前記要求信号を受け付けた場合に前記エネルギーサブトラクション画像を生成する生成部として、
    コンピュータを機能させる放射線撮影装置の作動プログラム。
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