JP2023087341A - X線装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より確実かつ迅速に適切な条件でX線透視またはX線撮影を実行できるX線装置を提供する。【解決手段】X線を照射するX線管5と、X線を検出するX線検出器7と、X線検出器7が出力する検出信号を用いて画像処理を行うことによりX線画像を生成する画像処理部19と、被検体Mの部位情報41に対応した画像取得条件43を、部位情報41と紐付けて記憶する条件記憶部29と、被検体にX線を照射する部位を部位情報41として選択する指示を入力可能な操作卓27と、部位情報41が選択されることにより当該部位情報41に紐付けられた画像取得条件43を読み出させる条件読み出し部35と、読み出された画像取得条件43に基づいて、直近に生成された前記X線画像に対して画像処理を行って参照画像を生成する参照画像生成部37と、参照画像Fsを表示する参照画像表示部39と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、被検体に対してX線を照射してX線透視またはX線撮影などを行うX線装置に関する。
医療現場では、被検体に対してX線透視またはX線撮影などを行ってX線画像を取得するためにX線装置を用いる場合、被検体の撮影部位または被検体に対して行う検査の種類に応じて、適切なX線照射条件または画像処理条件を設定することが重要である。適切なX線照射条件または画像処理条件を設定する構成として、近年ではアナトミカルプログラム(APR)を備えるX線装置が使用される。
アナトミカルプログラムとは、管電圧および管電流を例とする一連のX線照射条件およびコントラスト処理条件を例とする一連の画像処理条件と、被検体の撮影部位または検査の種類などとを予め関連づけたデータ構造である。アナトミカルプログラムは、被検体の撮影部位または検査の種類に応じて複数のプログラムが予め設定されて記憶される。一例として被検体の撮影部位が胸部である一般X線撮影の場合、胸部の一般X線撮影に適したX線照射条件および画像処理条件の情報が、胸部を撮影部位とする一般X線撮影と紐付けられて記憶される。
被検体に対してX線透視等を行う場合、液晶パネルを例とする表示部に複数のアナトミカルプログラムが表示され、操作者は複数のアナトミカルプログラムの中か適切なものを選択する(例えば特許文献1、2を参照)。
一例として被検体の腹部に対して内視鏡的逆行性胆道膵管造影検査(ERCP)を行う場合、操作者は表示部に一覧表示される「胸部/一般撮影」、「腹部/一般撮影」、「腹部/ERCP」など、検査部位および検査の種類に応じた複数のアナトミカルプログラムの中から「腹部/ERCP」のプログラムを選択する操作を行う。当該選択操作を行うことにより、「腹部/ERCP」と予め紐付けられていた、腹部に対してERCPを行う場合に適切なX線照射条件および画像処理条件のパラメータが読み出されて表示部に表示される。操作者は表示されたX線照射条件等を確認し、被検体に対する検査を開始する。
特開2012-143443号公報 特開2018-191983号公報
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
従来の構成では操作者が適切なプログラムを選択する操作を行った後、表示部に表示される情報はX線照射条件および画像処理条件のパラメータすなわち数値情報である。そのため、数値情報であるパラメータを確認しただけでは、当該パラメータのX線照射条件および画像処理条件を用いて生成されるX線画像を予め正確に想像することが操作者にとって困難である。従って、特に操作者の経験が乏しい場合、実際は不適切なパラメータであるX線照射条件および画像処理条件が選択され、検査に不適切なX線画像が生成されるという事態が懸念される。その結果、X線照射を再度実行することとなるので無用な被曝および検査の長期化という問題が発生する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、より確実かつ迅速に適切な条件でX線透視またはX線撮影を実行できるX線装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち本発明の第1の態様に係るX線装置は、被検体にX線を照射するX線管と、前記X線管と対向して配置され,前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器が出力する検出信号を用いて画像処理を行うことによりX線画像を生成する画像処理部と、前記被検体における複数の部位の各々に対応したX線照射条件および画像処理条件の少なくともいずれか一方の条件を含む画像取得条件を前記部位のいずれかを特定する情報である部位情報と紐付けて記憶する条件記憶部と、前記被検体における複数の部位から前記被検体にX線を照射する部位を部位情報として選択する指示を入力可能な入力部と、前記入力部によって前記対象部位が選択されることにより、前記部位情報に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件を読み出させる条件読み出し部と、前記条件読み出し部によって読み出された前記画像取得条件に基づいて、直近に生成された前記X線画像に対して画像処理を行って参照画像を生成する参照画像生成部と、前記参照画像生成部によって生成された前記参照画像を表示する参照画像表示部と、を備える。
また本発明の第2の態様に係るX線装置は、被検体にX線を照射するX線管と、前記X線管と対向して配置され,前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器が出力する検出信号を用いて画像処理を行うことによりX線画像を生成する画像処理部と、前記被検体における複数の検査項目の各々に対応したX線照射条件および画像処理条件の少なくともいずれか一方の条件を含む画像取得条件を前記検査項目と紐付けて記憶する条件記憶部と、前記被検体における複数の検査項目から前記被検体に実行する検査の種類を検査項目として選択する指示を入力可能な入力部と、前記入力部によって前記検査項目が選択されることにより、前記検査項目に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件を読み出させる条件読み出し部と、前記条件読み出し部によって読み出された前記画像取得条件に基づいて、直近に生成された前記X線画像に対して画像処理を行って参照画像を生成する参照画像生成部と、前記参照画像生成部によって生成された前記参照画像を表示する参照画像表示部と、を備える。
本発明の第1の態様に係るX線装置によれば、被検体にX線を照射する部位を部位情報として選択することにより、部位情報に紐付けられた画像取得条件が読み出されるとともに、参照画像が生成されて参照画像表示部に表示される。参照画像は、直近に生成されたX線画像に対し、読み出された画像取得条件を適用して画像処理を行ったものである。よって、操作者は参照画像を視認することにより、入力部で選択した部位情報に応じた画像取得条件を適用した場合、生成されるX線画像がどのように見えるかという大凡の情報を予め把握することができる。すなわち参照画像を視認することでX線画像の明るさやコントラストなど諸条件の程度を予見できるので、実際は不適切なパラメータである画像取得条件が実行され、画像取得条件の設定をやり直すという事態をより確実に回避できる。従って、より確実かつ迅速に適切な画像取得条件を設定してX線透視またはX線撮影を実行することができる。
本発明の第2の態様に係るX線装置によれば、被検体に実行する検査の種類を検査項目として選択することにより、検査項目に紐付けられた画像取得条件が読み出されるとともに、参照画像が生成されて参照画像表示部に表示される。参照画像は、直近に生成されたX線画像に対し、読み出された画像取得条件を適用して画像処理を行ったものである。よって、操作者は参照画像を視認することにより、入力部で選択した対象部位に応じた画像取得条件を適用した場合、生成されるX線画像がどのように見えるかという情報を予め把握することができる。すなわち参照画像を視認することでX線画像の明るさやコントラストなど諸条件の程度を予見できるので、実際は不適切なパラメータである画像取得条件が実行され、画像取得条件の設定をやり直すという事態をより確実に回避できる。従って、より確実かつ迅速に適切な画像取得条件を設定してX線透視またはX線撮影を実行することができる。
実施例1に係るX線装置の全体構成を説明する正面図である。 実施例1に係るX線装置の全体構成を説明する右側面図である。 実施例1に係るX線装置の概略を説明する機能ブロック図である。 実施例1におけるAPRを説明する図である。(a)は部位情報と、部位情報に紐付けられる画像取得条件との関係を示す図であり、(b)は各々の部位に係る部位情報と、当該部位情報に紐付けられる画像取得条件の具体的なパラメータの例とを示す図である。 実施例1において用いる各種テーブルを説明する図である。(a)は標準体厚テーブルT1の例を示す図であり、(b)は体厚補正値テーブルT2の例を示す図であり、(c)はテーブル記憶部に記憶される複数の平均輝度テーブルT3を示す図であり、(d)は平均輝度テーブルT3のうち平均輝度テーブルT3bの例を示す図である。 実施例1に係るX線装置の動作の一連の工程を説明するフローチャートである。(a)は動作の概要を説明するフローチャートであり、(b)はステップS5の詳細を説明するフローチャートである。 実施例1のステップS1における、APRの選択画面を示す図である。 実施例1のステップS2を説明する図である。 実施例1のステップS5を説明する図である。 実施例1のステップS5に係る参照画像表示部を説明する図である。 実施例1のステップS7に係る表示部を説明する図である。 実施例1において、複数の参照画像を表示する参照画像表示部を説明する図である。 実施例2における、APRの選択画面を示す図である。 実施例2におけるAPRを説明する図である。(a)は検査項目と、検査項目に紐付けられる画像取得条件との関係を示す図であり、(b)は各々の検査項目と、当該検査項目に紐付けられる画像取得条件の具体的なパラメータの例とを示す図である。 実施例2のステップS5に係る参照画像表示部を説明する図である。 実施例2のステップS7に係る表示部を説明する図である。 実施例3に係るX線装置の概略を説明する機能ブロック図である。 実施例3において学習モデルとAPRとを用いて画像取得条件を読み出す一連の工程を示す概略図である。 実施例3に係るX線装置の動作の一連の工程を説明するフローチャートである。 実施例3において、胸部が照射野である場合に画像取得条件を読み出す一連の工程を示す概略図である。 実施例3に係る参照画像表示部を説明する図である。
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
<全体構成の説明>
実施例1に係るX線装置1は、図1および図2に示すように、仰臥姿勢の被検体Mを載置させる天板3を挟んで、X線管5とX線検出器7が対向配置されている。天板3は、昇降移動可能に構成されている天板支持体4の上部に配設されている。X線管5は被検体Mに対してX線を照射する。X線検出器7はX線管5から被検体Mに照射されて透過したX線を検出して電気信号に変換させ、X線検出信号として出力させる。X線検出器7の一例として、FPD(Flat Panel Detector)が挙げられる。
X線管5とX線検出器7は、Cアーム9の一端と他端にそれぞれ設けられている。Cアーム9はアーム保持部材11に保持されており、符号RAで示されるCアーム9の円弧経路に沿って回動するように構成される。すなわち、Cアーム9は円弧経路RAに沿ってy方向(天板3の長手方向)の軸周りに回動する。
アーム保持部材11は支柱13の側面部に配設されており、x方向(天板3の短手方向)に平行な水平軸Pの軸周り(円弧経路RB)に回転可能となるように構成される。アーム保持部材11に保持されているCアーム9は、アーム保持部材11に従ってx方向の軸周りに回動する。Cアーム9が円弧経路RAおよび円弧経路RBの各々に沿って、直交する二軸の周りにそれぞれ回動自在に構成されることにより、被検体Mに対して任意の方向からX線を照射できる。
支柱13は床面に配設された支持基台15に支持されており、支持基台15の上面に沿ってx方向およびy方向の各々に水平移動が可能となるように構成される。支柱13に支持されているアーム支持部材11およびCアーム9は、支柱13の水平移動に従ってx方向またはy方向へ水平移動する。コリメータ17はX線管5に設けられており、X線管5から照射されるX線を所定の形状に制限する。X線を制限する形状の一例として、角錐となっているコーン状が挙げられる。
X線装置1は図3に示すように、さらに画像処理部19、表示部21、記憶部23、主制御部25、および操作卓27を備えている。
画像処理部19はX線検出器7の後段に設けられており、X線検出器7から出力されたX線検出信号に基づいてX線画像を生成する。表示部21は、画像処理部19によって生成されたX線画像およびX線装置1に関する各種情報を表示する。表示部21の一例として、液晶モニタまたは高精度ディスプレイなどが挙げられる。表示部21を配設する構成の例として、天井に懸垂配設されている構成、移動台車に搭載させる構成、または操作卓27に配設する構成などが挙げられる。
記憶部23は、画像処理部19が生成する各種X線画像、およびX線装置1の動作に関する各種情報などを記憶する。記憶部23の一例として、不揮発性メモリが挙げられる。記憶部23は、条件記憶部29とテーブル記憶部31とを備えている。条件記憶部29は、アナトミカルプログラム33(APR33)を記憶する。テーブル記憶部31は、標準体厚テーブルT1と、体厚補正値テーブルT2と、平均輝度テーブルT3とを含む各種テーブルを記憶する。
ここで実施例1に係るAPR33について説明する。APR33は図4(a)に示すように、部位情報41の各々に対応して画像取得条件43が紐付けられたプログラムである。部位情報41は、X線を照射する対象となる人体の部位を特定する情報であり、部位の一例として肩部、胸部、腹部、股関節、股関節、膝部、足部などが挙げられる。画像取得条件43はX線画像の取得に関する一連の条件であり、X線照射条件45と画像処理条件47とを含む。
X線照射条件45はX線照射に関する各種パラメータである。X線照射に関するパラメータの例としては、X線管5に印加する管電圧および管電流、X線照射時間、X線照射周期などが挙げられる。画像処理条件47はX線検出器7が検出した電気信号に対して行う画像処理に関するパラメータであり、例としてはコントラスト処理値、先鋭化処理値、エッジ処理値などが挙げられる。なお画像取得条件43は、フレームレートおよびゲイン値を例とするX線検出器7の設定条件をさらに含んでもよい。
図4(b)は実施例1に係るAPR33において、部位情報41と紐付けられている画像取得条件43の具体的な内容について示している。一例として部位情報41のうち、股関節を特定する部位情報41aはX線照射条件45aおよび画像処理条件47aを含む画像取得条件43aと予め紐付けられている。画像取得条件43aは、画像処理条件47aは、コントラスト処理値10および先鋭化処理値7などのパラメータを含む。X線照射条件45aは、管電圧30kVおよび管電流2.0mAなどのパラメータを含む。
同様に、部位情報41のうち腹部を特定する部位情報41bは、X線照射条件45bおよび画像処理条件47bを含む画像取得条件43bと予め紐付けられている。部位情報41のうち胸部の部位情報41cは、X線照射条件45cおよび画像処理条件47cを含む画像取得条件43cと予め紐付けられている。部位情報41のうち肩部の部位情報41dは、X線照射条件45dおよび画像処理条件47dを含む画像取得条件43dと予め紐付けられている。このように、複数の部位情報41の各々に対して適切な画像取得条件43が紐付けられているAPR33が予め設定され、条件記憶部29に記憶される。
主制御部25は、一例として中央処理演算装置(CPU:Central Processing Unit)などの情報処理手段を備えている。主制御部25は、X線管5、X線検出器7、Cアーム9、画像処理部19を例とするX線装置1の各種構成を統括制御する。
主制御部25は、条件読み出し部35と参照画像生成部37とを備えている。条件読み出し部35はAPR33を参照することにより、操作者が選択した部位に対応する部位情報41と紐付けられている画像取得条件43を条件記憶部29から読み出す。そして条件読み出し部35は、読み出された画像取得条件43をX線管5または画像処理部19に送信し、送信した条件に沿ってX線管5からのX線照射および画像処理部19によるX線画像の生成を行わせる。
参照画像生成部37は、条件読み出し部35が直近に読み出した画像取得条件43を用いて参照画像Fsを生成する。参照画像Fsは、直近に生成されたX線画像に映る被検体Mの部位に対して、直近に読み出された画像取得条件43に従ってX線が照射された場合に画像処理部19が生成すると想定されるX線画像である。参照画像生成部37が生成した参照画像Fsは、表示部21が備える参照画像表示部39に表示される。本実施例では表示部21は複数の画像表示用モニタを備え、当該画像表示用モニタのうちの1つを参照画像表示部39として用いるものとする。
操作卓27はX線装置1の操作に関する操作者の指示を入力するものであり、術者が操作卓27に入力する指示に従って主制御部25は統括制御を行う。操作卓27に配設される操作用デバイスの例として、キーボード入力式のパネル、タッチ入力式のパネル、マウス、ダイヤル、切り換え式スイッチ、押しボタン式スイッチなどが挙げられる。操作卓27が配設される場所の例として、天板3の側部、支柱13の上部、または図示しない移動台車などが挙げられる。実施例1において、操作卓27はタッチパネルTPを備えており、タッチパネルTPを用いてAPR33の選択操作を行うものとする。
参照画像生成部37は、体厚推定部51と、輝度補正値算出部53と、画像補正部55とを備えている。体厚推定部51は、画像処理部19が生成したX線画像の平均輝度値と、条件読み出し部35が読み出した画像取得条件43と、テーブル記憶部31に記憶されている標準体厚テーブルT1および体厚補正値テーブルT2とを用いて被検体Mの体厚を推定する。輝度補正値算出部53は、体厚推定部51が推定した体厚の値と平均輝度テーブルT3とを用いて輝度補正値を算出する。画像補正部55は、輝度補正値算出部53が算出した輝度補正値を用いて、直近に生成されたX線画像の輝度値を補正することによって参照画像Fsを生成する。
テーブル記憶部31に記憶される各種テーブルについて説明する。標準体厚テーブルT1は図5(a)に示すように、様々な画像取得条件43と、画像取得条件43の各々に応じて予め定められた標準体厚とを関連付けたテーブルである。一例として股関節のX線画像を取得する場合に適したパラメータ群である画像取得条件43aは、標準体厚R1と関連付けられている。
体厚補正値テーブルT2は図5(b)に示すように、輝度差と体厚補正値とを関連付けたテーブルである。本実施例において輝度差とは、予め定められた標準輝度値と、X線装置1において生成されたX線画像Fの平均輝度値との差を意味する。本実施例において標準輝度値とは、標準体厚の検体に対して画像取得条件43を適用してX線を照射した場合に得られるX線画像の輝度値を意味する。一例として画像取得条件43bを設定した場合の標準輝度値は、標準体厚R2の検体に対して画像取得条件43bを用いることによって得られるX線画像の平均輝度値に相当する。
平均輝度テーブルT3は図5(c)に示すように、様々な画像取得条件43と、画像取得条件43の各々に応じて定められた平均輝度値とを関連付けたテーブルである。平均輝度テーブルT3は、様々な体厚のファントムを用いてX線画像を取得することにより、各々の体厚の値について作成される。すなわち平均輝度テーブルT3は一例として、体厚30cmの場合に適用される平均輝度テーブルT3a、体厚40cmの場合に適用される平均輝度テーブルT3b、体厚50cmの場合に適用される平均輝度テーブルT3cなどの複数のテーブルを含む。
図5(d)は、平均輝度テーブルT3のうち、検体の体厚が40cmである場合に適用される平均輝度テーブルT3bを示している。すなわち体厚が40cmである検体に対して画像取得条件43dに従ってX線の照射および画像処理を行った場合、画像処理部19が生成するX線画像の平均輝度値はK4となる。実施例1に係るX線装置1では、標準体厚テーブルT1、体厚補正値テーブルT2、および平均輝度テーブルT3が予め作成されてテーブル記憶部31に記憶される。
<動作の概要>
ここで、X線装置1を用いて被検体Mの検査を行う動作の概要について、図6(a)に示されるフローチャートを用いて説明する。図6(a)は、X線装置1を用いて検査を行う動作の概要を説明するフローチャートであり、図6(b)は主要なステップであるステップS6の詳細をさらに説明するフローチャートである。
実施例1では検査の一例として、冠動脈インターベンション(PCI:Percutaneous Coronary Intervention)を行う場合を例として説明する。実施例1に係る冠動脈インターベンションでは足の付け根からカテーテルChを挿入し、X線透視によりカテーテルChを逐次確認しつつ冠動脈へカテーテルChを到達させてステントを留置させる。すなわち、被検体Mに対してX線を照射させる対象部位は股関節から胸部へと変化する。
ステップS1(対象部位の選択)
冠動脈インターベンションによる被検体Mの検査を開始すると、まずは最初のX線画像を取得するためにX線照射の対象となる対象部位を選択する。すなわち操作者は操作卓27を操作し、タッチパネルTPに対象部位の選択画面を表示させる。図7は対象部位を選択する画面が表示されたタッチパネルTPを示している。
対象部位の選択画面において、対象部位を指定する多数のアイコン群AcがタッチパネルTPに表示される。操作者はアイコン群Acの中からX線照射の対象部位を指定するアイコンを選択して押下する。実施例1では足の付け根が含まれる股関節の部位を対象として最初のX線画像を取得するので、操作者は股関節を指定するアイコンAbを選択して押下する。選択されたアイコンAbは図7に示すように他のアイコン群Acと比べて表示態様が変化する。
ステップS2(画像取得条件の設定)
股関節を指定するアイコンAbが押下されると、図8に示すように、部位情報41のうち股関節を特定する部位情報41aが選択された旨の情報が条件読み出し部35へと送信される。条件読み出し部35は条件記憶部29に記憶されているAPR33を用いて、受信した部位情報41に係る部位において適切な画像取得条件43を探索する。すなわち部位情報41aをAPR33に入力することにより、APR33において部位情報41aと紐付けられている画像取得条件43aが読み出されて出力される。
読み出された画像取得条件43aは条件読み出し部35から出力され、図7に示すようにタッチパネルTPの条件表示領域G1に表示される。説明の便宜上、図7において画像取得条件43aのうち管電圧および管電流の情報が条件表示領域G1に表示されている。条件表示領域G1には調節キーNBが表示される。操作者は調整キーNBを押下することにより、一例として管電圧の数値を画像取得条件43aにおいて定められている初期値から増減させる調整を実行できる。またタッチパネルTPの選択部位表示領域G2には、現時点において選択された部位情報41(ここでは部位情報41a)が表示される。
操作者はタッチパネルTPに表示された画像取得条件43aを承認する場合、画面右下に配置されている承認用アイコンAdを押下する。承認用アイコンAdが押下されることより、条件読み出し部35に読み出された画像取得条件43aがX線画像の取得に用いる条件として設定される。ステップS1およびS2により、X線照射を開始する前段階において最初の画像取得条件43を設定する工程が完了する。
ステップS3(最初のX線画像の生成)
最初の画像取得条件43aが設定された後、最初のX線画像を生成する。すなわち、操作者は操作卓27または図示しないフットスイッチなどを操作してX線照射を開始する指示を入力する。当該指示の入力により、画像取得条件43aのうちX線照射条件45aは図示しないX線管制御部に送信される。そして画像取得条件43cのうち画像処理条件47cは画像処理部19へ送信される。
X線管制御部はX線管5を制御し、X線照射条件45cのパラメータに従ってX線管5からX線を照射させる。X線検出器7はX線管5から照射されたX線を検出して検出信号を画像処理部19へ送信する。画像処理部19は画像処理条件47aに従ってコントラスト処理などの各種画像処理を行い、股関節を対象部位とするX線画像F1を生成する。図9などに示すように、X線画像F1において符号Baは骨盤を示しており符号Bcは大腿骨を示している。生成されたX線画像F1は表示部21に表示される。以後、X線透視により断続的にX線が照射されてX線画像F1が逐次生成される。操作者はX線画像F1に映るカテーテルChの位置を確認しつつ、心臓へ向けて進行するようにカテーテルChを操作する。
ステップS4(画像取得条件の読み出し)
操作者がカテーテルChを操作することによりカテーテルChの位置は股関節から胸部へと近づいていく。そのため、より視認性が高いX線画像を確認してカテーテル手技を続行するためには、画像取得条件43は股関節のX線画像の取得に適した条件から胸部のX線画像の取得に適した条件に変更する必要がある。
そこで画像取得条件43aに従って股関節のX線画像を逐次生成させつつ、新たな画像取得条件43の読み出しを行う。操作者は図7に示すようなAPR33の選択画面をタッチパネルTPに再び表示させ、新たな対象部位を選択する。ここで操作者はアイコン群Acのうち胸部を指定するアイコンAeを選択して押下する。
アイコンAeが押下されることにより、胸部の部位情報41cが条件読み出し部35へと送信される。条件読み出し部35はAPR33に部位情報41cを入力することにより、部位情報41cに紐付けられている画像取得条件43cが読み出される。
ステップS5(参照画像の生成)
X線装置1では既に被検体MのX線画像が生成されている場合、画像取得条件43が条件読み出し部35において読み出されると、直近に読み出された画像取得条件43と直近に生成されたX線画像とを用いて参照画像Fsを生成する。すなわち条件読み出し部35によって直近に読み出された画像取得条件43cは参照画像生成部37へと送信される。また画像処理部19によって直近に生成されたX線画像(ここではX線画像F1)のデータも参照画像生成部37へと送信される。
そして参照画像生成部37は股関節を映すX線画像F1に対して、画像取得条件43cの各種パラメータに従って新たな画像処理を施すことにより参照画像Fsを生成する。生成された参照画像Fsは図10に示すように、直近に生成されたX線画像F1とともに参照画像表示部39に表示される。参照画像Fsを生成するための具体的な工程については後述する。
参照画像Fsは、直近に生成されたX線画像の対象部位について、直近に条件読み出し部35が読み出した画像取得条件43を適用した場合に生成されると想定されるX線画像を仮想的に再現させたものである。具体的には、図10に示される参照画像Fsは、画像取得条件43cを用いて股関節に対してX線を照射した場合に生成されると想定されるX線画像を、実際にX線を照射することなく再現させたものである。操作者は参照画像表示部39に表示されるX線画像F1と参照画像Fsとを目視することにより、X線画像の取得に用いられる画像取得条件43を画像取得条件43aから画像取得条件43cに変更した場合において、想定されるX線画像の外観の変化を把握できる。
ステップS6(画像取得条件の承認)
操作者は参照画像Fsの明るさ、コントラスト、鮮鋭度などを例とする外観上の要素を確認することによって、今後に行う胸部を対象部位とするX線透視において画像取得条件43cが適切な画像取得条件43であるか否かを判断する。すなわち本実施例では数値情報である画像取得条件43のパラメータに加え、画像情報である参照画像Fsが表示部21に表示される。そして操作者は数値情報のみならず画像情報を手掛かりとして画像取得条件43が次にX線画像を取得する際に適切な条件であるかを判定できる。
画像取得条件43cが適切であると判断した場合、操作者は画像取得条件43cを承認する操作を行う。当該操作により、条件読み出し部35に読み出された画像取得条件43cがX線画像の取得に用いる条件として設定される。操作者が画像取得条件43cを承認する操作の例として、承認用アイコンAdを押下する操作、参照画像Fsを選択する操作などが挙げられる。参照画像表示部39がモニタである場合、マウスまたはキーボードなどを用いて参照画像Fsを選択する。参照画像表示部39がタッチパネルである場合、操作者は参照画像Fsをタッチすることで参照画像Fsを選択する。
なお、画像取得条件43cが適切でないと判断した場合、ステップS4に戻ってアイコン群Acの中から別の対象部位を指定するアイコンを選択して押下する。押下されたアイコンに対応する部位情報41に紐付けられた画像取得条件43が条件読み出し部35によって読み出され、再度参照画像生成部37によって参照画像Fsが生成される。
ステップS7(X線画像の生成)
参照画像Fsを参照して画像取得条件43cを承認した場合、被検体Mの胸部を対象部位とするX線画像の生成を行う。操作者はCアーム9を操作してX線照射野を被検体Mの股関節から胸部へと移動させる。そして操作卓27またはフットスイッチなどを操作してX線照射を開始させる。当該指示の入力により、画像取得条件43cのうちX線照射条件45cは図示しないX線管制御部に送信される。そして画像取得条件43cのうち画像処理条件47cは画像処理部19へ送信される。
X線管制御部はX線管5を制御し、X線照射条件45cのパラメータに従ってX線管5からX線を照射させる。画像処理部19は画像処理条件47cに従って各種画像処理を行い、胸部を対象部位とするX線画像F2を生成する。なお再度別の画像取得条件43を設定する場合、ステップS4に戻って対象部位の選択を行う。
図11に示すように、生成されたX線画像F2は表示部21に表示される。生成された胸部のX線画像F2には、心臓H、肺Lu、およびカテーテルChが映し出されている。そしてX線透視により断続的にX線がさらに照射されてX線画像F2が逐次生成される。操作者はX線画像F2を確認しつつカテーテルChを操作して冠動脈にステントを留置させ、PCIの術式を終了させる。
<参照画像を生成する工程の詳細>
ここで、参照画像を生成するステップS5の工程について、詳細に説明する。図6(b)は、ステップS5に係る一連の工程を説明するフローチャートである。
ステップS51(体厚の推定)
ステップS5に係る工程が開始されると、参照画像生成部37において被検体Mの体厚を推定する工程が開始される。すなわち、画像処理部19が直近に生成したX線画像(ここではX線画像F1)と、条件読み出し部35において直近に読み出された画像取得条件43(ここでは画像取得条件43c)が体厚推定部51へ送信される。また体厚推定部51は、テーブル記憶部31に記憶されている標準体厚テーブルT1および体厚補正値テーブルT2を読み出すとともに、記憶部23などに予め記憶されている標準輝度値NSのデータを読み出す。
体厚推定部51は、まず直近に読み出された画像取得条件43のデータと標準体厚テーブルT1とを用いて標準体厚の値を特定する。図5(a)に示すように、標準体厚テーブルT1において、画像取得条件43cに対応する標準体厚の値はR3である。よって体厚推定部51は標準体厚値R3を特定する。
次に体厚推定部51は、直近に生成された被検体MのX線画像と標準輝度値NSとを用いて輝度差Dを算出する。本実施例において、体厚推定部51はX線画像F1の平均輝度値N1を算出し、標準輝度値NSから当該平均輝度値N1を減算することにより輝度差Dを算出する。X線画像F1の平均輝度値N1は体厚推定部51が算出する構成に限ることはなく、画像処理部19において算出されてもよいし、主制御部25における体厚推定部51以外のプロセッサによって算出されてもよい。
最後に体厚推定部51は、体厚補正値テーブルT2と輝度差Dと画像取得条件43に対応する標準体厚の値とを用いて被検体Mの体厚を推定する。一般的に検体の厚みが大きいと当該検体のX線画像の輝度値は小さくなる。そのため被検体Mの体厚から標準体厚を減算した値が大きいほど、標準輝度値NSから被検体MのX線画像の輝度値を減算した値は大きくなる。一例として輝度差Dが20である場合、図5(b)に示すように体厚補正値は4cmである。そのため、画像取得条件43cに対応する標準体厚値R3に4cmを加えた値が、被検体Mの体厚の値と推定される。推定された被検体Mの体厚の値は、推定体厚値Lとして算出される。体厚推定部51によって算出された推定体厚値Lのデータは、輝度補正値算出部53へ送信される。
ステップS52(輝度補正値の算出)
体厚推定部51によって推定体厚値Lが算出された後、輝度補正値の算出が行われる。まず、輝度補正値算出部53は推定体厚値Lを参照することにより、テーブル記憶部31に記憶されている複数の平均輝度テーブルT3のうち、読み出す対象となるテーブルを選択する。一例として推定体厚値Lが40cmである場合、平均輝度テーブルT3のうち40cmの体厚に対応する平均輝度テーブルT3bが選択されて輝度補正値算出部53に読み出される。なお推定体厚値Lに一致する平均輝度テーブルT3が存在しない場合、推定体厚値Lに最も近い値の体厚に対応する平均輝度テーブルT3が読み出される。
次に、輝度補正値算出部53は選択された平均輝度テーブルT3と、直近に生成されたX線画像に用いられた画像取得条件43と、タッチパネルTPを用いて直近に選択された画像取得条件43とを参照し、輝度補正値Qを算出する。選択された平均輝度テーブルT3において、直近に生成されたX線画像に用いられた画像取得条件43に対応する平均輝度をHAとし、直近に選択された画像取得条件43に対応する平均輝度をHBとすると、輝度補正値算出部53は平均輝度HBから平均輝度HAを減算した値を輝度補正値Qとして算出する。平均輝度HAが平均輝度HBより大きい値である場合、輝度補正値Qは負の値となる。
輝度補正値Qを算出する構成について、具体的な数値例を用いてさらに詳細に説明する。実施例1では図5(d)に示される平均輝度テーブルT3bが選択されており、直近に生成されたX線画像F1に画像取得条件43aが用いられている。体厚40cmに対応する平均輝度テーブルT3bにおいて、画像取得条件43aに対応する平均輝度の値はK1である。
そして直近に選択された画像取得条件43とは、ステップS4において選択された胸部の部位情報41cに対応する画像取得条件43cである。体厚40cmに対応する平均輝度テーブルT3bにおいて、画像取得条件43cに対応する平均輝度の値はK3である。すなわち、平均輝度HAの値はK1であり平均輝度HBの値はK3である。従って、輝度補正値算出部53は(K3-K1)の値を輝度補正値Qとして算出する。算出された輝度補正値Qのデータは、画像補正部55へ送信される。また、画像処理部19が直近に生成したX線画像であるX線画像F1のデータも画像補正部55へ送信される。
ステップS53(X線画像の補正)
画像補正部55は、輝度補正値Qと直近に生成されたX線画像F1のデータと用いて参照画像Fsを生成する。具体的にはX線画像F1の各画素に対して輝度補正値Qを加算することにより、画像補正部55はX線画像F1を補正する。40cmの検体に対して、管電圧30kVおよび管電流2.0mAなどのパラメータを含む画像取得条件43aを用いてX線画像を取得した場合、当該X線画像の各画素における平均輝度はK1である。そして40cmの検体に対して、管電圧60kVおよび管電流3.5mAなどのパラメータを含む画像取得条件43cを用いてX線画像を取得した場合、当該X線画像の各画素における平均輝度はK3である。
すなわちX線画像に係る画像取得条件43を画像取得条件43aから画像取得条件43cへと変更した場合、当該X線画像の輝度は(K3-K1)の値だけ上昇すると考えられる。よって、画像取得条件43aによって得られたX線画像F1の各画素に対して(K3-K1)の値を加算することにより、画像取得条件43aから画像取得条件43cへと各パラメータを変更したことによる輝度値の変化を考慮した参照画像Fsを生成できる。すなわち画像取得条件43aに基づいて実際にX線を股関節に照射して生成されたX線画像F1から、画像取得条件43cを用いてX線を股関節に照射した場合に想定されるX線画像として、参照画像Fsが生成される。
ステップS54(参照画像の表示)
輝度補正値Qを加算する補正によって参照画像Fsを生成した後、参照画像Fsのデータは画像補正部55から参照画像表示部39へと送信される。また画像処理部19が直近に生成したX線画像のデータも併せて参照画像表示部39へ送信される。参照画像表示部39は、直近に生成されたX線画像F1と、画像補正部55によって生成された参照画像Fsとを並列表示させる。参照画像Fsが参照画像表示部39に表示されることにより、ステップS5に係る一連の動作が完了する。
なお、参照画像FsはステップS4において選択された対象部位に紐付けられた画像取得条件43のみに基づいて生成される構成に限られない。すなわち、直近に生成されたX線画像の対象部位に隣接する複数の部位、またはステップS4において選択された対象部位に隣接する複数の部位にそれぞれ紐付けられた画像取得条件43の各々に基づいて、複数の参照画像Fsを作成してもよい。
一例としてステップS4において胸部を対象部位として選択した場合、図12に示すように、胸部に加えて、胸部に隣接する部位である腹部および肩部に紐付けられた画像取得条件43に基づいて3枚の参照画像Fsを生成して表示する。この場合、X線画像F1と胸部に対応する画像取得条件43cとを用いて生成される参照画像Fs1に加えて、X線画像F1と腹部に対応する画像取得条件43bとを用いて生成される参照画像Fs2、およびX線画像F1と肩部に対応する画像取得条件43dとを用いて生成される参照画像Fs3の3枚の画像が参照画像Fsとして表示される。
参照画像Fs2は、股関節を映すX線画像F1に対して、腹部に対応する画像取得条件43bに従って新たな画像処理を施すことにより生成される仮想的なX線画像である。被検体Mの推定体厚値Lおよび輝度差Dの条件が上述したステップS51~S54と同様である場合、図5(d)に示すように、腹部に対応する画像取得条件43bを用いて取得されるX線画像の平均輝度はK2である。そのため、輝度補正値算出部53が算出する輝度補正値Qの値は(K2-K1)となる。よって画像補正部55がX線画像F1の各画素における輝度値の各々に対して(K2-K1)の輝度値を加算することにより、参照画像Fs2が生成される。
同様に、参照画像Fs3は、股関節を映すX線画像F1に対して、肩部に対応する画像取得条件43dに従って新たな画像処理を施すことにより生成される仮想的なX線画像である。図5(d)に示すように、肩部に対応する画像取得条件43dを用いて取得されるX線画像の平均輝度はK4である。そのため、輝度補正値算出部53が算出する輝度補正値Qの値は(K4-K1)となる。よって画像補正部55がX線画像F1の各画素における輝度値の各々に対して(K4-K1)の輝度値を加算することにより、参照画像Fs3が生成される。
X線画像F1とともに参照画像Fs1~Fs3を表示することにより、操作者は操作卓27を用いて実際に選択した胸部に対応する画像取得条件43を適用した場合に想定されるX線画像の外観のみならず、当該胸部に近い対象部位の各々に対応する画像取得条件43を適用した場合に想定されるX線画像の外観についても目視で確認できる。複数の部位について参照画像を生成することによって、操作者が視覚で得られる情報の質および量をさらに向上できる。従って、より確実に適切な画像取得条件43を承認して実際のX線照射を実行できる。
次に、本発明の実施例2を説明する。実施例2に係るX線装置1Aの全体構成は、図1に示されるような実施例1に係るX線装置1の全体構成と基本的に共通する。そこで、実施例2において実施例1と共通する構成については同符号を付し、詳細な説明を省略する。
実施例2に係るX線装置1Aは、画像取得条件43と検査項目情報61とが紐付けられたAPR33Aを用いるという点において、画像取得条件43と部位情報41とが紐付けられたAPR33を用いる実施例1と相違する。そして実施例2では対象部位の代わりに検査項目を選択することにより、選択された検査項目に紐付けられた画像取得条件43に応じた参照画像Fsを表示させる。以下、実施例2において参照画像Fsを生成して表示させる構成について説明する。
一般的に、X線画像に映る対象部位が異なると、当該X線画像の取得に適した画像取得条件43の各種パラメータが異なる。しかしながら、X線画像の対象部位が同じであっても、当該対象部位に対して行う検査の種類(検査項目、プロシージャともいう)が異なると、当該X線画像の取得に適した画像取得条件43の各種パラメータも異なる。
一例として腹部に対して何も導入することなく一般的なX線撮影を行う場合と、腹部に内視鏡を挿入した状態で内視鏡的逆行性胆道膵管造影検査(ERCP:Endoscopic retograde cholangiopancreatography)を行う場合とでは、X線画像の取得に適切な画像取得条件43が異なる。すなわち、カテーテルまたは内視鏡を例とする検査機器、および造影剤などを例とする検査用薬剤の有無によってX線画像の視認性が影響を受けるので、検査項目が異なると適切な画像取得条件43の各種パラメータも異なる。
そこで、実施例2ではステップS1およびステップS4において、タッチパネルTPを用いて検査項目を選択するように構成される。図13は検査項目を選択する画面が表示されたタッチパネルTPを示している。実施例2に係るタッチパネルTPでは、検査項目を指定する多数のアイコン群Bcが表示される。一例として「胸部/一般」のアイコンBaは、胸部に対する一般X線撮影を検査項目とする場合に選択される。「胸部/PCI」のアイコンBdは、胸部にカテーテルを挿入してPCIを行う術式を検査項目とする場合に選択される。「腹部/UGI」のアイコンBfは、腹部に対する上部消化管X線造影検査(UGI:Upper Gastrointestinal Series)を検査項目とする場合に選択される。
ここで実施例2に係るAPR33Aについて説明する。APR33Aは図14(a)に示すように、検査項目情報61の各々に対応して画像取得条件43が紐付けられたプログラムである。検査項目情報61は、被検体に対して行う検査項目を特定する情報である。すなわち検査項目情報61がAPR33Aへ入力されることにより、当該検査項目情報61に係る検査項目に応じた画像取得条件43がAPR33Aから出力される。
図14(b)は実施例2に係るAPR33Aにおいて、検査項目情報61と紐付けられている画像取得条件43の具体的な内容について示している。一例として検査項目情報61のうち、胸部一般X線撮影を検査項目とする検査項目情報61aは、X線照射条件45eおよび画像処理条件47eを含む画像取得条件43eと予め紐付けられている。胸部のPCIを検査項目とする検査項目情報61bは、画像取得条件43fと予め紐付けられている。腹部の一般X線撮影を検査項目とする検査項目情報61cは、画像取得条件43gと予め紐付けられている。腹部のUGIを検査項目とする検査項目情報61dは、画像取得条件43hと予め紐付けられている。このように実施例2では、複数の検査項目情報61の各々に対して適切な画像取得条件43が紐付けられているAPR33Aが予め設定され、条件記憶部29に記憶される。
実施例2に係るX線装置1Aを用いて被検体Mの検査を行う動作の一連の工程は、ステップS1およびステップS4において対象部位ではなく検査項目を選択するという点を除いて、実施例1と共通する。実施例2では最初に腹部一般撮影を行ってX線画像を取得し、続いて被検体Mに造影剤を経口投与して腹部UGIのX線撮影を行う場合を例として説明する。
まず実施例2に係るステップS1では最初に取得するX線画像に係る検査項目を選択する。すなわち、操作者は操作卓27を操作してタッチパネルTPに検査項目の選択画面を表示させる(図13を参照)。そしてアイコン群Bcの中から目的となる検査項目を指定するアイコンを選択して押下する。ここでは腹部一般撮影の検査項目を指定するアイコン、すなわち「腹部/一般」と表示されているアイコンBhを選択して押下する。
検査項目が選択されるとステップS2へと進み、最初のX線画像を取得するために用いられる画像取得条件43が設定される。すなわち検査項目情報61のうち腹部一般撮影を検査項目として特定する検査項目情報61cが選択された旨の情報が条件読み出し部35へと送信される。条件読み出し部35は、条件記憶部29に記憶されているAPR33Aを用いて、検査項目情報61cと紐付けられている画像取得条件43gを読み出して出力する。読み出された画像取得条件43gは、図13に示すようにタッチパネルTPの条件表示領域G1に表示される。また選択部位表示領域G2には、操作者によって選択された検査項目情報61cが表示される。操作者は承認用アイコンAdを押下することにより、画像取得条件43gがX線画像の取得に用いる条件として設定される。
画像取得条件43gが設定されるとステップS3に進み、最初のX線画像を取得する。すなわち操作者は操作卓27などを操作してX線照射を開始する指示を入力する。当該指示の入力により、設定されていた画像取得条件43gに基づいてX線の照射および各種画像処理が実行され、腹部一般撮影のX線画像F3が生成される。生成されたX線画像F3は表示部21に表示される。図15などに示すようにX線画像F3において符号Gaは胃を示しており、符号Shは腰椎を示している。
最初のX線画像を取得されるとステップS4に進み、新たな画像取得条件を読み出す工程が開始される。次に実行する検査項目は腹部UGIであるので、操作者はAPR33の選択画面をタッチパネルTPに再び表示させ、腹部UGIを指定するアイコンすなわち「腹部/UGI」と表示されているアイコンBfを選択して押下する。アイコンBfが押下されることにより、腹部UGIの検査項目情報61dが条件読み出し部35へと送信される。条件読み出し部35はAPR33に検査項目情報61dを入力することにより、検査項目情報61dに紐付けられている画像取得条件43hが読み出される。
新たに画像取得条件43が読み出されるとステップS5に進み、参照画像Fsを生成する工程が開始される。まず、画像処理部19によって直近に生成されたX線画像F3のデータと、条件読み出し部35において直近に読み出された画像取得条件43hのデータが参照画像生成部37の体厚推定部51へ送信される。体厚推定部51は、標準体厚テーブルT1、体厚補正値テーブルT2、標準輝度値NS、X線画像F3の平均輝度値N3、および画像取得条件43hを用いて被検体Mの体厚を推定して推定体厚値Lを算出する(ステップS51)。
次に、輝度補正値算出部53は推定体厚値Lに対応する平均輝度テーブルT3を読み出す。そして読み出された平均輝度テーブルT3を用いて、直近に生成されたX線画像F3に用いられた画像取得条件43gに対応する平均輝度HAと、直近に選択された画像取得条件43hに対応する平均輝度HBとを特定する。最後に輝度補正値算出部53は平均輝度HBから平均輝度HAを減算した値を輝度補正値Qとして算出する(ステップS52)。
画像補正部55は、直近に生成されたX線画像F3の各画素に対して輝度補正値Qを加算する補正を行い、参照画像Fsを生成する(ステップS53)。生成された参照画像Fsは図15に示すように、X線画像F3とともに参照画像表示部39に表示される(ステップS54)。操作者はX線画像F3と参照画像Fsとを目視することにより、造影剤の投与およびX線の照射を行うことなく腹部UGIを実行した場合に想定されるX線画像の外観の変化を把握できる。
参照画像Fsが表示されるとステップS6に進む。操作者は参照画像Fsの明るさなどを確認し、今後に行う腹部UGIにおいて画像取得条件43hが適切な画像取得条件43であるか否かを判断する。適切であると判断した場合、操作者は画像取得条件43hを承認する操作を行う。当該操作により、画像取得条件43hがX線画像の取得に用いる条件として設定される。
新たな画像取得条件43hが承認されるとステップS7に進み、X線画像を生成する。操作者は被検体Mに対して造影剤を投与するとともに、操作卓27などを操作してX線照射を開始する指示を入力する。当該指示の入力により、ステップS6において設定された画像取得条件43hに基づいてX線の照射および各種画像処理が実行され、腹部UGIのX線画像F4が生成される。図16に示すように、生成されたX線画像F3は表示部21に表示される。操作者はX線画像F4に映し出されている造影剤Ctなどを確認してUGIを完了させる。
実施例2ではAPR33Aにおいて検査項目情報61と画像取得条件43とが紐付けられている。そして検査項目を選択した場合、検査項目に対応した検査項目情報61に紐付けられている画像取得条件43を読み出し、読み出された画像取得条件43および直近に生成されたX線画像などを用いて、参照画像Fsを生成する構成を有している。このような構成では対象部位が変更された場合のみならず、内視鏡の挿入または造影剤の投与などにより検査項目が変更される場合についても参照画像Fsが生成される。
すなわち造影剤の投与などを行う前に造影剤検査の検査項目を選択することにより、造影剤検査の検査項目に応じた画像取得条件43が読み出される。そして当該画像取得条件43などを用いて、造影剤が投与された場合に想定されるX線画像として参考画像Fsが生成される。操作者は当該参考画像Fsを目視することにより、パラメータを例とする数値的な情報に加えて画像の視認性という映像的な情報を得られる。そのため、造影剤の投与前に画像取得条件43が被検体Mの検査において適切であるかどうかについて、より精度よく把握できる。従って、造影剤を投与して実際にX線を照射した後に画像取得条件43が適切でなかったことが判明し、造影剤の投与およびX線の照射をやり直すという事態を回避できるので、操作者および被検体に対する負担を軽減できる。
次に、本発明の実施例3を説明する。実施例1ではタッチパネルTPなどを用いて、操作者が手動で対象部位を選択する。一方、実施例3に係るX線装置1Bでは、機械学習によって構築された学習モデルを用いてX線画像に映る対象部位を自動的に判定する。ここで実施例3は実施例1と同様に、部位情報41が画像取得条件43と紐付けられているAPR33を備えているものとする。よって、実施例3ではX線画像を取得することによって当該X線画像に対応した画像取得条件43を自動的に読み出す構成を有している。以下、実施例3に特徴的な構成について説明する。
実施例3に係るX線装置1Bは図17に示すように、主制御部25において機械学習部71および画像解析部73が設けられている。そして記憶部23には学習モデル記憶部75が設けられている。
機械学習部71は、予め取得されているX線画像または光学画像などを用いて機械学習を行うことにより、学習モデル77を作成する。画像解析部73は学習モデル77を用いることにより、X線装置1によって生成されたX線画像または光学画像に対して解析を行い、当該画像に映っている対象部位を判定する。学習モデル記憶部75は、機械学習部71によって構築された学習モデル77を記憶する。
ここで、X線画像または光学画像を取得することによって自動的に画像取得条件43を読み出させる実施例3の構成について、図18を用いて説明する。
第1に、図18において符号M1で示されるように、学習モデル77を予め作成する。すなわち、機械学習部71において予め機械学習を行うことにより学習モデル77を作成する。機械学習部71では、人体の様々な部位の画像を原画像R1として予め取得する。原画像R1は例として、X線画像、三次元CT像を様々な方向に投影したDRR画像、光学カメラで取得された光学画像などを含む多数の画像群である。
そして機械学習部71は原画像R1に対してコントラストの増減、明度の増減、ノイズの増減などを例とする、X線条件などのバリエーションに対応するための画像処理を行い、さらに多数の1次水増し画像R2を取得する。そして機械学習部45は1次水増し画像R2に対して回転、拡大、縮小などを例とする、被検体Mの配置またはCアーム9の位置などのバリエーションに対応するための画像処理を行い、さらに多数の2次水増し画像R3を取得する。
さらに機械学習部71は原画像R1、1次水増し画像R2、および2次水増し画像R3を教師用画像として機械学習を行うことにより、画像に映る人体の部位を推論する学習モデル77を作成する。すなわち学習モデル77は、X線画像Fまたは光学画像Dなどを入力情報として入力することにより、入力情報である画像において人体におけるどの部位が映っているかを推論し、推論によって得られた人体の部位の情報を出力する。学習済みの学習モデル77は、学習モデル記憶部55に記憶される。
なお実施例3ではX線装置1において学習モデル77を作成する構成を例示しているが、他の装置で学習モデル77を予め作成し、作成された学習モデル77のプログラムを学習モデル記憶部75に記憶させてもよい。この場合、X線装置1において機械学習部71を省略できる。
第2に、図18において符号M2で示されるように、画像を解析して画像に映る部位の情報を取得する。すなわち、画像解析部73は学習モデル77を用いることにより画像を解析し、被検体Mについて得られた画像に映っている被検体Mの部位を特定する。すなわち画像解析部47は学習モデル記憶部75に記憶されている学習モデル77を読み出す。
そしてX線照射によって被検体MのX線画像が画像処理部19によって生成された後、画像処理部19から送信されたX線画像Fなどを入力用画像として学習モデル77に入力する。学習モデル77は、入力されたX線画像に映る人体の構成要素などを手掛かりとして入力用画像を解析し、入力用画像に映っている被検体Mの部位を推論する。推論により得られた部位の情報は、部位情報41として学習モデル77から出力される。入力用画像はX線画像Fに限ることはなく、図示しない光学カメラなどで撮影した光学画像Dを入力用画像として用いてもよい。
なお学習モデル77は、入力用画像を解析した結果、複数の部位情報41を確度とともに出力する。X線画像F1を入力用画像として学習モデル77に入力した場合、一例としてX線画像F1に映る部位が股関節である確度は91.4%であり、頭頸部である確度は1.4%であり、胸部である確度は4.2%であり、腹部である確度は0.1%である、という情報を出力する。出力された複数の部位情報41は、確度の情報とともに画像解析部73から条件読み出し部35へ送信される。画像解析部73は全ての部位情報41を送信することはなく、確度が高い順に所定数の部位情報41を選択して条件読み出し部35へ送信してもよい。
第3に、図18において符号M3で示されるように、条件読み出し部35を用いて画像取得条件43を読み出す。すなわち条件読み出し部35は、画像解析部73によって得られた部位情報41とAPR33とを用いて、適切な画像取得条件43を読み出す。条件読み出し部35は、画像解析部73によって得られた部位情報41をAPR33に入力し、APR33において当該部位情報41と紐付けて記憶されている画像取得条件43を読み出して出力させる。
出力された画像取得条件43は、直後に行われるX線画像の取得に用いる条件として設定される。X線画像の取得用条件として新たに設定された画像取得条件43は図示しないX線管制御部および画像処理部19に送信され、設定された画像取得条件43の各種パラメータに従って被検体MのX線画像が新たに生成される。このように実施例3では、直近に取得されたX線画像Fなどを入力用画像として用いることにより、直後に行われるX線画像の取得に用いる画像取得条件43が自動的に読み出される。
<実施例3の動作>
ここで、学習モデル77およびAPR33が記憶部23に記憶されている状態で、X線装置3を用いて被検体Mの検査を行う動作について具体的に説明する。図19は、実施例3に係るX線装置1Bの動作の一連の工程を説明するフローチャートである。実施例3では被検体Mの胸部に対して一般X線撮影検査を複数回行う場合を例として説明する。
ステップP1(対象部位を選択)
被検体Mの検査を開始すると、まずは最初のX線画像を取得するためにX線照射の対象となる対象部位を選択する。最初のX線画像を生成する場合、画像解析部73の解析対象となる入力用画像が存在しない。そのためステップP1では実施例1に係るステップS1と同様に操作者が手動で対象部位を選択する。すなわち操作者は操作卓27を操作し、図7で示すようにタッチパネルTPに対象部位の選択画面を表示させ、目的の対象部位である胸部を指定するアイコンAeを押下する。
ステップP2(画像取得条件の設定)
対象部位が選択されると、選択された対象部位に応じて画像取得条件43が設定される。実施例3に係るステップP3の工程は、実施例1に係るステップS3と類似する。すなわち胸部を指定するアイコンAeが押下されると、胸部を特定する部位情報41cが選択された旨の情報が条件読み出し部35へと送信される。条件読み出し部35はAPR33を用いて、部位情報41cと紐付けられている画像取得条件43cを読み出す。読み出された画像取得条件43cはタッチパネルTPの条件表示領域G1に表示される。操作者が承認用アイコンAdを押下することによって、条件読み出し部35に読み出された画像取得条件43cが最初のX線画像を取得する条件として設定される。
ステップP3(最初のX線画像の生成)
最初の画像取得条件43が設定されると、最初のX線画像を生成する。実施例3に係るステップP3の工程は、実施例1に係るステップS3と類似する。すなわち最初の画像取得条件43として画像取得条件43cが設定された後、操作者は操作卓27などを操作してX線照射を開始する指示を入力する。
当該指示の入力により、図20に示すようにX線取得条件43cのうちX線照射条件45cに従ってX線管5から胸部LcへとX線が照射される。そして画像取得条件43cのうち画像処理条件47cに従って、画像処理部19はX線検出器7のX線検出信号に対して各種画像処理を行う。画像処理部19の画像処理により、胸部を対象部位とするX線画像F5が生成される。生成されたX線画像F5は表示部21に表示される。
ステップP4(入力用画像の解析)
実施例3に係るX線装置1Bでは、X線画像が取得されると当該X線画像を解析して画像取得条件43を自動的に読み出すことが可能となる。また、当該X線画像および画像取得条件43などを用いて参照画像を生成することが可能となる。そこで、最初に生成されたX線画像F5を入力用画像として画像解析部75による解析を行う。
ステップP4が開始されると、図20に示すように、直近に生成されたX線画像としてX線画像F5のデータが画像解析部73へ送信される。画像解析部73は、X線画像F5を入力用画像として学習モデル77に入力する。学習モデル77は入力情報であるX線画像F5を解析し、X線画像F5に映っている部位を推定する。推定された部位の情報は部位情報41としてその確度とともに出力される。本実施例では一例として、学習モデル77はX線画像F2に映る部位は胸部である確度が80%であり、腹部である確度が15%であり、股関節である確度が5%であると推定するものとする。その結果、学習モデル77は胸部を特定する部位情報41cと、腹部を特定する部位情報41bと、股関節を特定する部位情報41aとを各々の確度とともに出力し、条件読み出し部35へと送信させる。
ステップP5(画像取得条件の読み出し)
入力用画像が解析されて部位情報41が出力されると、当該部位情報41とAPR33とを用いて画像取得条件43を読み出させる。すなわち図20に示すように、条件読み出し部35は受信した部位情報41a~41cをAPR33に入力し、部位情報41a~4cの各々に対応する画像取得条件43を探索する。部位情報41aには画像取得条件43aが紐付けられている。部位情報41bには画像取得条件43bが紐付けられており、部位情報41cには画像取得条件43cが紐付けられている。そのため、条件読み出し部35は画像取得条件43a、43b、および43cを読み出す。このように、最初のX線画像F5が生成されるとステップP4およびP5の工程によって画像取得条件43a~43cが自動的に読み出される。自動的に読み出された画像取得条件43a~43cは、条件読み出し部35から参照画像生成部37へと送信される。また参照画像生成部37には直近に生成されたX線画像、すなわちX線画像F5のデータが送信される。
ステップP6(参照画像の生成)
直近に読み出された画像取得条件43(ここでは画像取得条件43a~43c)、および直近に生成されたX線画像のデータが参照画像生成部37に送信されると、ステップP6に係る参照画像Fsを生成する工程が開始される。ステップP6の工程は実施例1に係るステップS5の工程と共通する。
本実施例では3つの画像取得条件43a、43b、43cが直近に読み出されているので、各々の画像取得条件43a~43cについて3種類の参照画像Fsが生成される。すなわち、胸部一般X線撮影の画像であるX線画像F5をベースとして画像取得条件43aの各種パラメータに従って新たな画像処理を施すことにより1枚目の参照画像FsAを生成する。
参照画像FsAの具体的な生成工程は以下の通りである。体厚推定部51は、まず直近に読み出された画像取得条件43aのデータと標準体厚テーブルT1とを用いて、図5(a)に示すように、画像取得条件43aに対応する標準体厚の値R1を特定する。そして体厚推定部51は標準体厚R1および画像取得条件43aに応じて予め定められている標準輝度値から、直近に生成されたX線画像F5の平均輝度値を減算して輝度差Dを算出する。最後に体厚推定部51は、体厚補正値テーブルT2と輝度差Dと標準体厚値R1とを用いて被検体Mの推定体厚値Lを算出する(ステップS51を参照)。次に、輝度補正値算出部53は、推定体厚値Lと平均輝度テーブルT3と、直近に生成されたX線画像F5に用いられた画像取得条件43cと、直近に読み出された画像取得条件43aとを用いて輝度補正値Q1を算出する(ステップS52を参照)。そして画像補正部55はX線画像F5の各画素の輝度値に輝度補正値Q1を加算して参照画像FsAを生成する。
同様に、X線画像F5をベースとして画像取得条件43bの各種パラメータに従って新たな画像処理を施すことにより2枚目の参照画像FsBを生成する。X線画像F5をベースとして画像取得条件43cの各種パラメータに従って新たな画像処理を施すことにより3枚目の参照画像FsCを生成する。但し参照画像FsBを生成する場合、直近に読み出された画像取得条件43として画像取得条件43bのデータが用いられる。そして参照画像FsBを生成する場合、直近に読み出された画像取得条件43として画像取得条件43cのデータが用いられる。
生成された参照画像FsA、FsB、およびFsCの各々は図21に示すように、画像処理部19が直近に生成したX線画像F5とともに参照画像表示部39に表示される。参照画像FsAは、画像取得条件43aを用いて、胸部を対象部位としてX線を照射した場合に生成されると想定されるX線画像である。参照画像FsBは、画像取得条件43bを用いて、胸部を対象部位としてX線を照射した場合に生成されると想定されるX線画像である。
ステップP7(画像取得条件の承認)
操作者は参照画像表示部39に表示される参照画像FsA~FsCおよびX線画像F5を視認することにより、次に生成するX線画像の取得に用いる画像取得条件43として、画像取得条件43a~43cのいずれが最も適切であるかを判断する。そして操作者は、最も適切と判断した画像取得条件43を選択して承認する操作を行う。一例として画像取得条件43bが適切と判断した場合、参照画像FsBをマウスでクリックする操作などを行うことによって画像取得条件43bを承認する。承認を指示する操作を行うことにより、承認された画像取得条件43bが、2枚目のX線画像を取得する際に用いられる画像取得条件43として設定される。
ステップP8(X線画像の生成)
画像取得条件43bが設定されると、次のX線画像が生成される。すなわちCアーム9の位置を調整してX線照射野の位置を適宜調整した後、操作卓27などを用いてX線を照射する指示を入力することによって2回目のX線照射が行われる。すなわち画像取得条件43bのうちX線照射条件45bに従ってX線が照射され、画像処理条件47bに従って画像処理部19は画像処理を行う。その結果、画像取得条件43bに基づいて2枚目のX線画像F6が生成される。X線画像F6は表示部21に表示される。
3枚目のX線画像を生成する場合、ステップP4に戻ってステップP4~P8の動作を繰り返す。ステップP4では、画像処理部19が直近に生成したX線画像F6を入力用画像として学習モデル77に入力し、画像解析部73は入力用画像であるX線画像F6を解析する。解析の結果、確度が高い順に3つの部位情報41が出力される。ステップP5ではX線画像F6の解析によって出力された部位情報41の各々に紐付けられた画像取得条件43を読み出す。ステップP6では直近に生成されたX線画像F6をベースとして、ステップP5で読み出された画像取得条件43の各々を用いて参照画像を生成する。ステップP7では3つの参照画像を確認し、3枚目のX線画像を取得する場合に適切な画像取得条件43を選択して承認する。
実施例3では機械学習により構築された学習モデル77を用いて、直近に生成されたX線画像を解析することにより当該X線画像の対象部位を特定する部位情報41を自動的に判定する。このような実施例3では操作者が手動でタッチパネルTPなどを操作して対象部位を選択する操作が不要となる。すなわち、検査または手術の進行を中断して対象部位を手動で選択する操作を行うことを回避できるとともに、操作者の選択ミスに起因して対象部位の選択操作または検査自体をやり直すことをも回避できるので、より確実かつ迅速に適切な条件でX線透視またはX線撮影を実行できる。
<実施形態の構成による効果>
(第1項)第1の実施形態に係るX線装置(1)は、被検体(M)にX線を照射するX線管(5)と、前記X線管と対向して配置され,前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器(7)と、前記X線検出器が出力する検出信号を用いて画像処理を行うことによりX線画像を生成する画像処理部(19)と、前記被検体における複数の部位の各々に対応したX線照射条件(45)および画像処理条件(47)の少なくともいずれか一方の条件含む画像取得条件(43)を前記部位のいずれかを特定する情報である部位情報(41)と紐付けて記憶する条件記憶部(29)と、前記被検体における複数の部位から前記被検体にX線を照射する部位を前記部位情報(41)として選択する指示を入力可能な入力部(27)と、前記入力部によって前記部位情報(41)が選択されることにより、前記部位情報に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件(43)を読み出させる条件読み出し部(35)と、前記条件読み出し部によって読み出された前記画像取得条件に基づいて、直近に生成された前記X線画像に対して画像処理を行って参照画像(Fs)を生成する参照画像生成部(37)と、前記参照画像生成部によって生成された前記参照画像を表示する参照画像表示部(39)と、を備える。
第1項に記載のX線装置1によれば、被検体にX線を照射する部位を部位情報として選択することにより、部位情報に紐付けられた画像取得条件が読み出されるとともに、参照画像が生成されて参照画像表示部に表示される。参照画像は、直近に生成されたX線画像に対し、読み出された画像取得条件を適用して画像処理を行ったものである。よって、操作者は参照画像を視認することにより、入力部で選択した対象部位に応じた画像取得条件を適用した場合、生成されるX線画像がどのように見えるかという大凡の情報を予め把握することができる。すなわち参照画像を視認することでX線画像の明るさやコントラストなど諸条件の程度を予見できるので、実際は不適切なパラメータである画像取得条件が実行され、画像取得条件の設定をやり直すという事態をより確実に回避できる。従って、より確実かつ迅速に適切な画像取得条件を設定してX線透視またはX線撮影を実行することができる。
(第2項)また第1項に記載のX線装置において、人体の画像を教師画像として機械学習を実行することにより、前記画像に映し出されている前記人体の部位を推論して出力させる学習モデル(77)を記憶する学習モデル記憶部(75)と、直近に得られた前記被検体の前記X線画像(F)及び光学画像(D)の少なくともいずれか一方の画像を入力用画像として前記学習モデルに入力することにより前記入力用画像を解析し、前記入力用画像に映し出されている部位を推論させ、推論された前記部位を特定する情報を前記部位情報として出力させる画像解析部(73)と、前記条件読み出し部(35)によって読み出された前記X線照射条件(45)に沿ってX線が照射されるように行われる前記X線管(5)の制御、及び前記条件読み出し部(35)によって読み出された前記画像処理条件(47)に沿って前記X線画像が生成されるように行われる前記画像処理部(19)の制御の少なくともいずれか一方の制御を行う制御部(25)と、を備え、前記条件読み出し部(35)は、前記画像解析部(73)によって出力された前記部位を前記部位情報(41)として選択し、前記部位情報(41)に紐付けて前記条件記憶部(29)に記憶された前記画像取得条件(43)を読み出させるように構成される。
第2項に記載のX線装置によれば、学習モデル77を用いることにより、画像取得条件43を自動的に設定する。学習モデル77は、人体の画像を教師画像とする機械学習によって、画像に映る人体の部位を推論して出力されるように構成される。すなわち画像解析部73では被検体Mの画像を入力用画像として学習モデル77に入力することで、当該入力用画像に映る被検体の部位が推論され、推論された部位を特定する情報が部位情報として出力される。条件読み出し部35は、出力された被検体Mの部位情報41を選択することによって、当該部位情報41と紐付けられて記憶されていた画像取得条件43を自動的に読み出す。従って、被検体のX線画像Fを取得すると、画像解析部73と条件読み出し部35とによって、当該X線画像Fの照射野の位置に対して適切な画像取得条件43が自動的に読み出される。従って、被検体MにX線を照射する部位が変更された場合であっても、変更後の部位に適切な画像取得条件43が自動的に読み出される。すなわち、操作者がマニュアル操作で対象部位を選択して画像取得条件43を設定するという工程が不要となるので、より確実かつ迅速に適切な条件でX線透視またはX線撮影を実行できる。
(第3項)また第1項または第2項に記載のX線装置において、前記画像取得条件(43)と前記画像取得条件に応じて定められた標準体厚とを関連付けた標準体厚テーブル(T1)、予め定められた標準輝度値(NS)から前記画像処理部(19)が直近に生成したX線画像(F1)の平均輝度値(N1)を減算した値である輝度差(D)と体厚補正値とを関連付けた体厚補正値テーブル(T2)、および前記被検体の体厚に応じて複数作成されており前記画像取得条件と前記画像取得条件に応じて定められた平均輝度とを関連付けた平均輝度テーブル(T3)を記憶するテーブル記憶部(31)を備え、前記参照画像生成部(37)は、前記条件読み出し部(35)が直近に読み出した前記画像取得条件(43c)、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像(F1)、前記標準体厚テーブル(T1)、および前記体厚補正値テーブル(T2)を用いて前記被検体の体厚を推定し、推定された前記被検体の体厚を推定体厚値(L)として算出する体厚推定部(51)と、前記推定体厚値(L)に対応する前記平均輝度テーブル(T3b)、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像(F1)に用いられた前記画像取得条件(43a)、および前記条件読み出し部が直近に読み出した前記画像取得条件(43c)を用いて輝度補正値(Q)を算出する輝度補正値算出部(53)と、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像(F1)の各画素に対し、前記輝度補正値(Q)を加算することによって前記参照画像(Fs)を生成する画像補正部(55)と、を備える。
第3項に記載のX線透視撮影装置によれば、体厚推定部は標準体厚テーブルおよび体厚補正値テーブルなどを用いて被検体の体厚を推定する。輝度補正値算出部は推定された被検体の体厚の値および平均輝度テーブルなどを用いて輝度補正値を算出する。画像補正部は画像処理部が直近に生成したX線画像の各画素に輝度補正値を加算することで参照画像を生成する。この場合、被検体の体厚が標準範囲から外れている場合であっても体厚推定部によって当該被検体の体厚が推定され、推定された体厚に応じて適切な輝度補正値が算出される。従って、参照画像を生成するために行われる直近に生成されたX線画像に対する輝度値の補正が適切に行われるので、参照画像は当該被検体の臨床像として想定される画像をより正確に再現したものとなる。従って、被検体の体厚が標準範囲から外れている場合であっても操作者はより確実かつ迅速に適切な画像取得条件を設定してX線透視またはX線撮影を実行することができる。
(第4項)第2の実施形態に係るX線装置(1A)は、被検体(M)にX線を照射するX線管(5)と、前記X線管と対向して配置され,前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器(7)と、前記X線検出器が出力する検出信号を用いて画像処理を行うことによりX線画像を生成する画像処理部(19)と、前記被検体における複数の検査項目の各々に対応したX線照射条件(45)および画像処理条件(47)の少なくともいずれか一方の条件を含む画像取得条件(43)を前記検査項目(61)と紐付けて記憶する条件記憶部(29)と、前記被検体に実行する検査の種類を検査項目(61)として選択する指示を入力可能な入力部(27)と、前記入力部によって前記検査項目が選択されることにより、前記検査項目に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件(43)を読み出させる条件読み出し部(35)と、前記条件読み出し部によって読み出された前記画像取得条件(43)に基づいて、直近に生成された前記X線画像(F1)に対して画像処理を行って参照画像(Fs)を生成する参照画像生成部(37)と、前記参照画像生成部によって生成された前記参照画像を表示する参照画像表示部(39)と、を備える。
第4項に記載のX線装置によれば、被検体に実行する検査の種類を検査項目として選択することにより、検査項目に紐付けられた画像取得条件が読み出されるとともに、参照画像が生成されて参照画像表示部に表示される。参照画像は、直近に生成されたX線画像に対し、読み出された画像取得条件を適用して画像処理を行ったものである。よって、操作者は参照画像を視認することにより、入力部で選択した対象部位に応じた画像取得条件を適用した場合、生成されるX線画像がどのように見えるかという情報を予め把握することができる。すなわち参照画像を視認することでX線画像の明るさやコントラストなど諸条件の程度を予見できるので、実際は不適切なパラメータである画像取得条件が実行され、画像取得条件の設定をやり直すという事態をより確実に回避できる。従って、より確実かつ迅速に適切な画像取得条件を設定してX線透視またはX線撮影を実行することができる。
(第5項)また第4項に記載のX線装置において、人体を映す検査画像を教師画像として機械学習を実行することにより、前記検査画像における検査の種類を推論して出力させる学習モデル(77)を記憶する学習モデル記憶部(75)と、直近に得られた前記被検体の前記X線画像(F)及び光学画像(D)の少なくともいずれか一方の画像を入力用画像として前記学習モデル(77)に入力することにより前記入力用画像を解析し、前記入力用画像における検査の種類を推論させて出力させる画像解析部(73)と、前記条件読み出し部によって読み出された前記X線照射条件(45)に沿ってX線が照射されるように行われる前記X線管(5)の制御、及び前記条件読み出し部によって読み出された前記画像処理条件(47)に沿って前記X線画像が生成されるように行われる前記画像処理部(19)の制御の少なくともいずれか一方の制御を行う制御部(25)と、を備え、前記条件読み出し部(35)は、前記画像解析部(73)によって出力された前記検査の種類を前記検査項目(61)として選択し、前記検査項目に紐付けて前記条件記憶部(29)に記憶された前記画像取得条件(43)を読み出させるように構成される。
第5項に記載のX線装置によれば、学習モデル77を用いることにより、画像取得条件43を自動的に設定する。学習モデル77は、人体の画像を教師画像とする機械学習によって、画像に映る検査の種類を推論して検査項目情報61として出力されるように構成される。すなわち画像解析部73では被検体Mの画像を入力用画像として学習モデル77に入力することで、当該入力用画像に映る被検体の部位が推論され、推論された検査の種類を特定する情報が検査項目情報61として出力される。条件読み出し部35は、出力された被検体Mの検査項目情報61を選択することによって、当該検査項目情報61と紐付けられて記憶されていた画像取得条件43を自動的に読み出す。
従って、被検体のX線画像Fを取得すると、画像解析部73と条件読み出し部35とによって、当該X線画像Fの検査項目に対して適切な画像取得条件43が自動的に読み出される。従って、内視鏡またはカテーテルの挿入、もしくは造影剤の投与などに起因して被検体Mに対する検査項目が変更された場合であっても、変更後の検査項目に適切な画像取得条件43が自動的に読み出される。すなわち、検査項目が変更されるたびに操作者がマニュアル操作で対象部位を選択して画像取得条件43を設定するという工程が不要となるので、より確実かつ迅速に適切な条件でX線透視またはX線撮影を実行できる。
(第6項)また第4項または第5項に記載のX線装置において、前記画像取得条件(43)と前記画像取得条件に応じて定められた標準体厚とを関連付けた標準体厚テーブル(T1)、予め定められた標準輝度値(NS)から前記画像処理部(19)が直近に生成したX線画像(F1)の平均輝度値(N1)を減算した値である輝度差(D)と体厚補正値とを関連付けた体厚補正値テーブル(T2)、および前記被検体の体厚に応じて複数作成されており前記画像取得条件と前記画像取得条件に応じて定められた平均輝度とを関連付けた平均輝度テーブル(T3)を記憶するテーブル記憶部(31)を備え、前記参照画像生成部(37)は、前記条件読み出し部(35)が直近に読み出した前記画像取得条件(43c)、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像(F1)、前記標準体厚テーブル(T1)、および前記体厚補正値テーブル(T2)を用いて前記被検体の体厚を推定し、推定された前記被検体の体厚を推定体厚値(L)として算出する体厚推定部(51)と、前記推定体厚値(L)に対応する前記平均輝度テーブル(T3b)、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像(F1)に用いられた前記画像取得条件(43a)、および前記条件読み出し部が直近に読み出した前記画像取得条件(43c)を用いて輝度補正値(Q)を算出する輝度補正値算出部(53)と、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像(F1)の各画素に対し、前記輝度補正値(Q)を加算することによって前記参照画像(Fs)を生成する画像補正部(55)と、を備える。
第6項に記載のX線透視撮影装置によれば、体厚推定部は標準体厚テーブルおよび体厚補正値テーブルなどを用いて被検体の体厚を推定する。輝度補正値算出部は推定された被検体の体厚の値および平均輝度テーブルなどを用いて輝度補正値を算出する。画像補正部は画像処理部が直近に生成したX線画像の各画素に輝度補正値を加算することで参照画像を生成する。この場合、被検体の体厚が標準範囲から外れている場合であっても体厚推定部によって当該被検体の体厚が推定され、推定された体厚に応じて適切な輝度補正値が算出される。従って、参照画像を生成するために行われる直近に生成されたX線画像に対する輝度値の補正が適切に行われるので、参照画像は当該被検体の臨床像として想定される画像をより正確に再現したものとなる。従って、被検体の体厚が標準範囲から外れている場合であっても操作者はより確実かつ迅速に適切な画像取得条件を設定してX線透視またはX線撮影を実行することができる。
<他の実施形態>
なお、今回開示された実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲、並びに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。例として、本発明は下記のように変形実施することができる。
(1)上述した実施例において、参照画像FsはX線照射の対象となる被検体Mを映すX線画像(臨床像)である構成を例として説明したが、参照画像Fsはファントムを映すX線画像(ファントム像)としてもよい。すなわち各実施例のように参照画像Fsが臨床像である場合、1枚目のX線画像を生成する場合には直近に生成された臨床像が存在していない。そのため、参照画像Fsが臨床像である各実施例では、ステップS2において画像取得条件43が読み出された際に参照画像Fsは表示されない。
一方、参照画像Fsとしてファントム像を用いる変形例では、平均的な体厚のファントム像に対して様々な画像取得条件43の下でX線を照射することで、様々な画像取得条件43に対応するファントム像を参照画像Fsとして予め取得する。取得された一連のファントム像は、記憶部23に記憶される。そして被検体MのX線画像を取得すべく、ステップS1において一例として画像取得条件43bを選択した場合、ステップS2において画像取得条件43bが読み出されると、ステップS2とステップS3との間において、参照画像生成部37は、画像取得条件43bに基づいて生成されたファントム像を記憶部23から読み出す。そして読み出されたファントム像は、参照画像Fsとして参照画像表示部39に表示される。
操作者は参照画像Fsとして表示されたファントム像の明るさなどを確認し、画像取得条件43bが1枚目のX線画像を取得する条件として適切であるか否かを判断し、適切と判断した場合は画像取得条件43bを承認する。承認操作が行われた後、操作者はX線照射を開始する操作を実行して1枚目のX線画像を実際に生成させる。
このような変形例では、1枚目のX線画像を取得する準備を行う際においても参照画像Fsを確認できるので、1枚目のX線画像を取得する準備段階において画像取得条件43の適性を数値的なパラメータのみで判断する必要がない。そのため、1枚目のX線画像を生成する段階においても画像取得条件43の適性をより精度良く判定できる。
なお、ファントム像を参照画像として用いる変形例において、2枚目以降のX線画像を取得する際において、参照画像Fsはファントム像から被検体Mの臨床像へ切り換えてもよい。すなわち、1枚目のX線画像を生成する段階においてのみファントム像を参照画像として用いる。そして2枚目のX線画像を生成する段階では、実施例1と同様に被検体Mを映す1枚目のX線画像をベースとして直近に読み出された画像取得条件43を適用した臨床像を生成し、参照画像Fsとして表示する。
臨床像は被検体M自身を映したX線画像であるので、一例として被検体Mの体厚が標準的な範囲から外れている場合であっても適切な画像取得条件43をより精度良く選択できる。よって、X線装置1が参照画像をファントム像と臨床像とで切り換える構成である場合、被検体Mの臨床像がなく1枚目のX線画像を取得する段階であってもファントム像を参照画像として表示できるとともに、2枚目以降のX線画像を取得する段階では臨床像を参照画像として表示するので参照画像から得られる情報の精度をより向上できる。
なおファントム像を参照画像として用いる変形例において、2枚目以降のX線画像を取得する際に継続してファントム像を参照画像Fsとして用いてもよい。X線装置1がファントム像のみを参照画像として表示する構成である場合、参照画像Fsを生成するステップにおいて推定体厚値Lまたは輝度補正値Qなどを算出する必要がないので、参照画像生成部37は体厚推定部51および輝度補正値算出部53などを備える必要がない。すなわち参照画像を生成する場合に複雑な演算を行う必要がなくなるので、主制御部25などのプロセッサに対する負担を軽減できる。
(2)上述した各実施例において、画像取得条件63はX線照射条件65および画像処理条件67の両方を含む構成に限られることはなく、いずれか一方を含む構成であってもよい。またX線照射条件65は、比較的弱い線量のX線を断続的に照射するX線透視に用いられるパラメータ群であるX線透視条件と、比較的強いX線を単発的に照射するX線撮影に用いられるパラメータ群であるX線撮影条件との2つを独立的に含む構成でもよいし、いずれか一方を含む構成であってもよい。
(3)上述した各実施例において、X線装置1としてCアーム9を備えるX線透視撮影装置を例として用いたがこれに限ることはなく、一般X線撮影用のX線撮影装置、断層撮影装置を例とする任意の放射線撮影装置に本発明の構成を適用できる。
(4)上述した実施例3において、学習モデル77に入力する入力情報として用いるX線画像FはX線透視像であってもよいしX線撮影像であってもよい。また、X線透視像を入力情報として学習モデル77に入力し、APR33から出力された画像取得条件43を用いてX線撮影を行ってもよい。また、X線撮影像を入力情報として学習モデル77に入力し、APR33から出力された画像取得条件43を用いてX線透視を行ってもよい。
(5)上述した実施例3において、1枚目のX線画像を取得する段階(X線が未だ照射されていない段階)では、操作者が手動で対象部位を選択する構成を例として説明したがこれに限られない。すなわちX線装置1BはX線管5と同じ照射角度となるように配設された図示しない光学カメラを備え、X線が未だ照射されていない段階では当該光学カメラが被検体Mの光学画像Dを取得して当該光学画像Dを入力用画像としてもよい。光学カメラを備える構成では、1枚目のX線画像を取得する段階においてはX線画像Fではなく光学画像Dを入力用画像として学習モデル77による推論を行う。よって、1枚目のX線画像を取得する段階においても操作者が手動で対象部位を選択する操作を省略することができる。
1 …X線透視撮影装置
3 …天板
5 …X線管
7 …X線検出器
9 …Cアーム
17 …コリメータ
19 …画像処理部
21 …表示部
23 …記憶部
25 …主制御部
27 …操作卓
29 …条件記憶部
31 …テーブル記憶部
33 …アナトミカルプログラム(APR)
35 …条件読み出し部
37 …参照画像生成部
39 …参照画像表示部
41 …部位情報
43 …画像取得条件
45 …X線照射条件
47 …画像処理条件
51 …体厚推定部
53 …輝度補正値算出部
55 …画像補正部
T1 …標準体厚テーブル
T2 …体厚補正値テーブル
T3 …平均輝度テーブル
Ac …アイコン群
TP …タッチパネル
L …推定体厚値
Q …輝度補正値

Claims (6)

  1. 被検体にX線を照射するX線管と、
    前記X線管と対向して配置され,前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
    前記X線検出器が出力する検出信号を用いて画像処理を行うことによりX線画像を生成する画像処理部と、
    前記被検体における複数の部位の各々に対応したX線照射条件および画像処理条件の少なくともいずれか一方の条件を含む画像取得条件を前記部位のいずれかを特定する情報である部位情報と紐付けて記憶する条件記憶部と、
    前記被検体における複数の部位から前記被検体にX線を照射する部位を部位情報として選択する指示を入力可能な入力部と、
    前記入力部によって前記部位情報が選択されることにより、前記部位情報に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件を読み出させる条件読み出し部と、
    前記条件読み出し部によって読み出された前記画像取得条件に基づいて、直近に生成された前記X線画像に対して画像処理を行って参照画像を生成する参照画像生成部と、
    前記参照画像生成部によって生成された前記参照画像を表示する参照画像表示部と、
    を備えるX線装置。
  2. 請求項1に記載のX線装置において、
    人体の画像を教師画像として機械学習を実行することにより、前記画像に映し出されている前記人体の部位を推論して出力させる学習モデルを記憶する学習モデル記憶部と、
    直近に得られた前記被検体の前記X線画像及び光学画像の少なくともいずれか一方の画像を入力用画像として前記学習モデルに入力することにより前記入力用画像を解析し、前記入力用画像に映し出されている部位を推論させて出力させる画像解析部と、
    前記条件読み出し部によって読み出された前記X線照射条件に沿ってX線が照射されるように行われる前記X線管の制御、
    及び前記条件読み出し部によって読み出された前記画像処理条件に沿って前記X線画像が生成されるように行われる前記画像処理部の制御の少なくともいずれか一方の制御を行う制御部と、
    を備え、
    前記条件読み出し部は、前記画像解析部によって出力された前記部位を前記部位情報として選択し、前記部位情報に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件を読み出させるように構成されるX線装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載のX線装置において、
    前記画像取得条件と前記画像取得条件に応じて定められた標準体厚とを関連付けた標準体厚テーブル、予め定められた標準輝度値から前記画像処理部が直近に生成したX線画像の平均輝度値を減算した値である輝度差と体厚補正値とを関連付けた体厚補正値テーブル、および前記被検体の体厚に応じて複数作成されており前記画像取得条件と前記画像取得条件に応じて定められた平均輝度とを関連付けた平均輝度テーブルを記憶するテーブル記憶部を備え、
    前記参照画像生成部は、
    前記条件読み出し部が直近に読み出した前記画像取得条件、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像、前記標準体厚テーブル、および前記体厚補正値テーブルを用いて前記被検体の体厚を推定し、推定された前記被検体の体厚を推定体厚値として算出する体厚推定部と、
    前記推定体厚値に対応する前記平均輝度テーブル、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像に用いられた前記画像取得条件、および前記条件読み出し部が直近に読み出した前記画像取得条件を用いて輝度補正値を算出する輝度補正値算出部と、
    前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像の各画素に対し、前記輝度補正値を加算することによって前記参照画像を生成する画像補正部と、
    を備えるX線装置。
  4. 被検体にX線を照射するX線管と、
    前記X線管と対向して配置され,前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
    前記X線検出器が出力する検出信号を用いて画像処理を行うことによりX線画像を生成する画像処理部と、
    前記被検体における複数の検査項目の各々に対応したX線照射条件および画像処理条件の少なくともいずれか一方の条件を含む画像取得条件を前記検査項目と紐付けて記憶する条件記憶部と、
    前記被検体に実行する検査の種類を検査項目として選択する指示を入力可能な入力部と、
    前記入力部によって前記検査項目が選択されることにより、前記検査項目に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件を読み出させる条件読み出し部と、
    前記条件読み出し部によって読み出された前記画像取得条件に基づいて、直近に生成された前記X線画像に対して画像処理を行って参照画像を生成する参照画像生成部と、
    前記参照画像生成部によって生成された前記参照画像を表示する参照画像表示部と、
    を備えるX線装置。
  5. 請求項4に記載のX線装置において、
    人体を映す検査画像を教師画像として機械学習を実行することにより、前記検査画像における検査の種類を推論して出力させる学習モデルを記憶する学習モデル記憶部と、
    直近に得られた前記被検体の前記X線画像及び光学画像の少なくともいずれか一方の画像を入力用画像として前記学習モデルに入力することにより前記入力用画像を解析し、前記入力用画像における検査の種類を推論させて出力させる画像解析部と、
    前記条件読み出し部によって読み出された前記X線照射条件に沿ってX線が照射されるように行われる前記X線管の制御、及び前記条件読み出し部によって読み出された前記画像処理条件に沿って前記X線画像が生成されるように行われる前記画像処理部の制御の少なくともいずれか一方の制御を行う制御部と、
    を備え、
    前記条件読み出し部は、前記画像解析部によって出力された前記検査の種類を前記検査項目として選択し、前記検査項目に紐付けて前記条件記憶部に記憶された前記画像取得条件を読み出させるように構成されるX線装置。
  6. 請求項4または請求項5に記載のX線装置において、
    前記画像取得条件と前記画像取得条件に応じて定められた標準体厚とを関連付けた標準体厚テーブル、前記画像処理部が直近に生成したX線画像の平均輝度値から予め定められた標準輝度値を減算した値である輝度差と体厚補正値とを関連付けた体厚補正値テーブル、および前記被検体の体厚に応じて複数作成されており前記画像取得条件と前記画像取得条件に応じて定められた平均輝度とを関連付けた平均輝度テーブルを記憶するテーブル記憶部を備え、
    前記参照画像生成部は、
    前記条件読み出し部が直近に読み出した前記画像取得条件、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像、前記標準体厚テーブル、および前記体厚補正値テーブルを用いて前記被検体の体厚を推定し、推定された前記被検体の体厚を推定体厚値として算出する体厚推定部と、
    前記推定体厚値に対応する前記平均輝度テーブル、前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像に用いられた前記画像取得条件、および前記条件読み出し部が直近に読み出した前記画像取得条件を用いて輝度補正値を算出する輝度補正値算出部と、
    前記画像処理部が直近に生成した前記X線画像の各画素に対し、前記輝度補正値を加算することによって前記参照画像を生成する画像補正部と、
    を備えるX線装置。
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