JP2023131840A - Ｘ線撮影装置、ｘ線撮影方法、およびｘ線撮影装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数部位を撮像する場合にも、鮮明なＸ線画像、Ｘ線連続画像、又は３次元Ｘ線画像を取得する。【解決手段】 患者ＰにＸ線を照射するＸ線発生部１７ａと、Ｘ線発生部に空間を空けて対向するＸ線検出部１７ｂと、からなる撮像部１７と、患者の周囲で撮像部を回転させて撮像角度を変化させる回転制御部２１と、回転制御部による回転中心とＸ線発生部又はＸ線検出部の一方、もしくはＸ線発生部及びＸ線検出部との距離を変更する距離制御部２２と、撮像部を患者の身長方向に移動させる移動制御部２３と、患者の身体形状を取得する形状取得部２４と、身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する撮像範囲認識部２５と、を備え、距離制御部は、撮像する身体部位に応じて距離を変更する、Ｘ線撮影装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線撮影装置、Ｘ線撮影方法、およびＸ線撮影装置の制御プログラムに関する。

人体にＸ線を照射し、Ｘ線画像を取得する装置が知られている。

特許文献１には、操作パネルから被検体の撮像部位の情報が入力され、撮像制御部は、入力された撮像部位の情報に応じて、照射する放射線の管電圧、管電流等の撮像条件を設定することが記載されている。特許文献２には、スカウト像の幾何学的特徴量から、部位を自動認識し、少なくとも1つあるいは複数の特徴のある点を抽出し、その特徴点の位置を基準に被検体の部位を自動認識し、あらかじめ登録された撮像条件の中から、その部位に適した撮像条件を設定するＸ線ＣＴ装置が記載されている。

特開２０１４－１５５６７４号公報 特開２００８－０１２２２９号公報

１度の撮像で複数部位の３次元Ｘ線画像を取得したい場合がある。低出力のＸ線管によれば、患者の被ばく量を抑えるとともに、装置の小型化が可能になる。一方で、低出力のＸ線管では、従来同様の撮像制御を行うものとするとＸ線の透過量が不十分となり、撮像部位や角度によっては、鮮明な画像を撮像するのは困難である。そこで、低出力のＸ線管により複数部位を撮像する場合にも、鮮明なＸ線画像、Ｘ線連続画像又は３次元Ｘ線画像が取得可能なＸ線撮影装置が必要とされている。

本発明は、複数部位を撮像する場合にも、鮮明なＸ線画像、Ｘ線連続画像又は３次元Ｘ線画像を取得することを目的の１つとする。

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係るＸ線撮影装置は、患者にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部に空間を空けて対向するＸ線検出部と、からなる撮像部と、前記患者の周囲で前記撮像部を回転させて撮像角度を変化させる回転制御部と、前記回転制御部による回転中心と、前記Ｘ線発生部又は前記Ｘ線検出部の一方、もしくは前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部との距離を変更する距離制御部と、前記撮像部を前記患者の身長方向に移動させる移動制御部と、前記患者の身体形状を取得する形状取得部と、前記身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する撮像範囲認識部と、を備え、前記距離制御部は、撮像する前記身体部位に応じて前記距離を変更する。

前記距離制御部は、前記撮像角度に応じて前記距離を変更し、前記撮像範囲における前記撮像角度に応じた前記距離の変化量は、当該撮像範囲における前記身体形状の幅方向と厚さ方向の比率に応じて異なるものとしてもよい。

前記距離制御部は、前記撮像角度に応じて前記距離を変更し、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部とに挟まれる前記患者の身体寸法が比較的大きい角度においては前記距離を小さくし、前記身体寸法が比較的小さい角度においては前記距離を大きくするものとしてもよい。

撮像する前記身体部位と、前記撮像角度と、撮像条件と、を対応付けて記憶する記憶部と、前記Ｘ線発生部においてＸ線を発生させるＸ線管の設定値を設定する撮像制御部と、をさらに備え、前記撮像条件は、前記距離と、前記Ｘ線管の管電圧および前記Ｘ線管の管電流の少なくとも一方と、を含み、前記撮像制御部は、前記身体部位および前記撮像角度に応じて、前記管電圧又は前記管電流の少なくとも一方、もしくは前記管電圧及び前記管電流の両方を変更するものとしてもよい。

連続する複数の前記身体部位を撮像する場合に、前記回転制御部と前記移動制御部は同時に動作することにより前記撮像部をらせん状に移動させ、前記撮像部は前記複数の前記身体部位を連続的に撮像するものとしてもよい。

前記撮像範囲ごとに撮像終了位置における前記撮像角度を記憶し、連続する第１の前記身体部位および第２の前記身体部位をこの順に撮像する場合に、前記回転制御部は、前記第１の前記身体部位の撮像終了位置における前記撮像角度から前記第２の前記身体部位の撮像を開始し、前記距離制御部は、当該撮像角度に応じて前記距離を変更するものとしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係るＸ線撮影方法は、患者にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部に空間を空けて対向するＸ線検出部と、からなる撮像部を有するＸ線撮影装置により撮像する方法であって、前記患者の周囲で前記撮像部を回転させて撮像角度を変化させる回転制御ステップと、前記回転制御ステップによる回転中心と、前記Ｘ線発生部又は前記Ｘ線検出部の一方、もしくは前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部との距離を変更する距離制御ステップと、前記撮像部を前記患者の身長方向に移動させる移動制御ステップと、前記患者の身体形状を取得する形状取得ステップと、前記身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する撮像範囲認識ステップと、を含み、前記距離制御ステップでは、撮像する前記身体部位に応じて前記距離を変更する。

上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係るＸ線撮影装置の制御プログラムは、患者にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部に空間を空けて対向するＸ線検出部と、からなる撮像部を有するＸ線撮影装置を制御するコンピュータプログラムであって、前記患者の周囲で前記撮像部を回転させて撮像角度を変化させる回転制御命令と、前記回転制御命令における回転の回転中心と、前記Ｘ線発生部又は前記Ｘ線検出部の一方、もしくは前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部との距離を変更する距離制御命令と、前記撮像部を前記患者の身長方向に移動させる移動制御命令と、前記患者の身体形状を取得する形状取得命令と、前記身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する撮像範囲認識命令と、をコンピュータに実行させ、前記距離制御命令では、撮像する前記身体部位に応じて前記距離を変更する。

本発明によれば、複数部位を撮像する場合にも、鮮明なＸ線画像、Ｘ線連続画像又は３次元Ｘ線画像を取得できる。

本発明にかかるＸ線撮影装置の第１実施形態を示す全体概略図である。 上記Ｘ線撮影装置のＸ線発生部およびＸ線検出部の様子を示す模式図であって、（ａ）概略平面図、(ｂ)概略左側面図である。 上記Ｘ線撮影装置が有する機能ブロックおよび接続される端末の様子を示す模式図である。 上記Ｘ線撮影装置が有する撮像部の軌跡を示す模式図であって、（ａ）胸部のＸ線画像を撮像する様子、（ｂ）頭部のＸ線画像を撮像する様子、である。 上記Ｘ線撮影装置が患者の身体形状を取得する処理の１例を示すフローチャートである。 上記Ｘ線撮影装置が患者のＸ線撮像を行う処理の１例を示すフローチャートである。 上記Ｘ線撮影装置により管電圧70kVで撮像された胸部のＸ線画像であって、（ａ）正面からのＸ線画像、（ｂ）別の角度からのＸ線画像、（ｃ）さらに別の角度からのＸ線画像、（ｄ）さらに別の角度からのＸ線画像、（ｅ）さらに別の角度からのＸ線画像、である。 上記Ｘ線撮影装置により管電圧120kVで撮像された胸部のＸ線画像であって、（ａ）図６（ａ）に対応する、正面からのＸ線画像、（ｂ）図６（ｂ）と同様の角度からのＸ線画像、（ｃ）図６（ｃ）と同様の角度からのＸ線画像、（ｄ）図６（ｄ）と同様の角度からのＸ線画像、（ｅ）図６（ｅ）と同様の角度からのＸ線画像、である。 上記Ｘ線撮影装置により取得される、管電圧70kVと120kVとのサブトラクション画像であって、（ａ）正面からのサブトラクション画像、（ｂ）図６（ｂ）と同様の角度からのサブトラクション画像、（ｃ）図６（ｃ）と同様の角度からのサブトラクション画像、（ｄ）図６（ｄ）と同様の角度からのサブトラクション画像、（ｅ）図６（ｅ）と同様の角度からのサブトラクション画像、である。 関連技術としてのＸ線ＣＴ装置により取得される断面画像であって、（ａ）横断面、（ｂ）矢状断面、（Ｃ）冠状断面の画像である。

●Ｘ線撮影装置（１）
以下、本発明にかかるＸ線撮影装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、Ｘ線撮影装置１は、患者Ｐの周囲に撮像部１７を回動させながらＸ線画像を撮像し、患者Ｐの頭部、胸部および腹部など体の様々な部位のＸ線画像を取得する装置である。なお、同図においては、撮像部１７が胸部を撮像する位置に調整されている様子を示している。Ｘ線撮影装置１は、主として、支柱１０、台１１、アーム１２、支持部１３、連結部１４、保持部１５、撮像部１７を備える。なお、以降の説明において、鉛直上向きをｚ方向とする。また、撮像時における患者の幅方向をｙ方向とし、患者が向く方向を＋ｘ方向とする。

撮像部１７は、Ｘ線発生部１７ａ、Ｘ線検出部１７ｂ、形状取得センサ１７ｃを有する。
Ｘ線発生部１７ａは、患者Ｐを透過するＸ線を発生させる装置である。Ｘ線発生部１７ａには低出力のＸ線管（図示を省略）が配設されている。このＸ線管は、例えば陽極が固定されている固定陽極Ｘ線管を採用できる。従来知られている通り、固定陽極型のＸ線管は、回転陽極型のＸ線管に比べて小型かつ軽量であり、Ｘ線撮影装置１に採用することで小型かつ可搬性に優れた装置を実現できる。このＸ線管の管電流は、例えば0.1ｍＡから10ｍＡ程度である。

Ｘ線検出部１７ｂは、Ｘ線発生部１７ａと空間を空けて対向し、Ｘ線を検出する装置であり、例えばパネル型である。患者Ｐは、当該空間に載置される椅子Ｃに腰かけ、同図においては胸部Ｘ線画像を撮像する。この構成によれば、座位でのＸ線画像が取得できるため、座位における重力がかかった状態における各臓器の様子が撮像できる。
なお、本説明においては座位での撮影をする様子を説明したが、本Ｘ線撮影装置１において立位で撮影することも可能である。

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｘ線発生部１７ａは、Ｘ線を放射状に発生させる。また、Ｘ線検出部１７ｂは、Ｘ線発生部１７ａと同等もしくはより広い面積の受光領域を有し、放射状に発生したＸ線を検出する。また、Ｘ線発生部１７ａには、前面に絞り（図示を省略）が配設され、当該絞りによりＸ線の照射範囲が調整できるようになっている。Ｘ線発生部１７ａの前面にはコリメータが配設され、Ｘ線ビーム幅を狭めてＸ線検出部１７ｂに到達させてもよい。

形状取得センサ１７ｃは、患者の身体形状を取得するセンサである。形状取得センサ１７ｃは、Ｘ線照射とは異なる態様で身体形状を取得するセンサであり、例えば可視光により撮像する画像センサ、すなわち一般的なカメラであってもよいし、赤外線センサ又はミリ波センサ等適宜のセンサであってもよい。Ｘ線照射とは異なる態様で身体形状を取得する構成によれば、無用なＸ線照射を控えることで、患者の被ばく量を最低限に抑えつつ患者の身体形状を取得することができる。形状取得センサ１７ｃは、図１においてはＸ線発生部１７ａの上方に配設されていて、Ｘ線発生部１７ａと同様に、患者Ｐの身体周辺を回転しながらセンシング可能になっている。また、形状取得センサ１７ｃが、被写体を挟んで対をなす構成である場合には、他対がＸ線検出部１７ｂの近傍、例えば上方に配設されていてもよい。

なお、本実施形態においては、形状取得センサ１７ｃはＸ線撮影装置１に物理的に連結されているものとしたが、形状取得センサ１７ｃを別途の装置で構成し、Ｘ線撮影装置１とはネットワークを介して直接または間接的に接続される構成であってもよい。この場合、形状取得センサ１７ｃで取得した身体形状データは、所定の基準点により校正され、Ｘ線撮影装置１のアーム１２の位置又は撮像部１７の位置と対応付けられる。

図１に示すように、支柱１０は、載置面である床上から起立し、Ｘ線撮影装置１の各構成を上部に保持する柱である。支柱１０は、底面にＨ字状の台１１が配設される。また、台１１の各端部にローラ１１ａが配設されていて、床上を移動可能である。支柱１０の上部には、長さ方向に溝が配設されており、この溝がアーム１２と篏合している。

アーム１２は、支柱１０に連結し、主に撮像部１７を患者Ｐの上方に保持する部材である。アーム１２は、支柱１０の溝と篏合しており、溝に沿って上下方向に摺動することで、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂの高さを調節可能になっている。アーム１２は、支柱１０に対して手動で摺動してもよいし、電気的に上下動してもよい。アーム１２は、支柱１０から前方（＋ｘ方向）に向かって突出する突出部１２ａを有し、この突出部１２ａの先端部に、支持部１３が連結されている。

支持部１３は、撮像部１７を支持する部材である。支持部１３は、長さ方向中央において、連結部１４に連結されている。支持部１３は、本実施形態においては、細長い平板の両端１３ａ、１３ｂが互いに対向するように、下向きに折り曲げられた形状の部材である。支持部１３の第１端１３ａには第１摺動部１６ａ、第２端１３ｂには第２摺動部１６ｂが連結され、第１摺動部１６ａおよび第２摺動部１６ｂは、それぞれ両端１３ａ、１３ｂに対して摺動可能である。第１摺動部１６ａおよび第２摺動部１６ｂの先端には、それぞれＸ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂが配設されており、第１摺動部１６ａおよび第２摺動部１６ｂを摺動させることで、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂの高さが調整される。第１摺動部１６ａおよび第２摺動部１６ｂの摺動機構についても、手動で動作させる構成であっても自動で動作するものであってもよい。また、第１摺動部１６ａ、第２摺動部１６ｂは、プーリ等で連結され、一方が上下動されると、他方が同様のストロークで上下動するようになっていてもよい。

支持部１３の回転軸、すなわち、連結部１４との連結部分と下向きに折り曲げられた屈曲部との間に、当該長さを伸縮させる伸縮機構１３ｃが備えられている。伸縮機構１３ｃは、支持部１３の回転に応じて伸縮し、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂを対向させながら、回転中心とＸ線発生部１７ａ又はＸ線検出部１７ｂとの距離を変更可能になっている。伸縮機構１３ｃは、例えば互いに摺動する複数の部材により構成され、ラックアンドピニオン機構などにより電気的に摺動する。伸縮機構１３ｃは、支持部１３の回転と同期して支持部１３を伸縮させてもよい。また、左右の伸縮機構１３ｃは互いに独立して距離を変更可能である。

連結部１４は、支持部１３を突出部１２ａに対して回転可能に連結する機構部である。支持部１３は、連結部１４を軸に回転する。この軸は、支持部１３の両端に沿う方向、すなわち略鉛直方向の軸である。Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂは、連結部１４の回転に応じて、患者Ｐの周囲を周回する。連結部１４は、例えばモータを備え、後述する回転制御部２１により電気的に回転する。

連結部１４は、支持部１３を、患者Ｐの周囲３６０度に渡って回転させる。この構成によれば、患者Ｐを全周に渡って撮像できる。したがって、例えば胸部を撮影する場合には、胸部の外縁部、横隔膜付近に位置する肺の下縁部、および深部など、正面からのＸ線画像だけでは捉えきれなかった肺などの臓器の細部の様子も撮像することができる。また、すりガラス影等の淡い炎症であっても、容易に発見することができる。

なお、Ｘ線画像は患者ＰにＸ線を透過させて撮像するため、撮像角度が互いに１８０度異なるＸ線画像は、部分的に左右対称であり、互いに対応する画像である。したがって、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂが患者Ｐの周囲を少なくとも１８０度回転することで、撮像対象となる部位の様子をほぼ全周にわたって観察できる。また、１８０度反対の位置からＸ線を照射することで、Ｘ線を内部組織に異なる順序で透過させ、異なるＸ線画像を取得できる。すなわち、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂを３６０度回転させて撮像することで、より詳細な観察が可能になる。

本実施形態では、連結部１４は連続的に回転可能である。この構成によれば、連続的に周回の撮像が可能である。ひいては、同一角度のＸ線画像を複数回撮像することができる。また、後述する撮像制御部２７により複数種類の管電流又は管電圧で撮像する場合にも、連続的に撮像することができる。

保持部１５は、逆Ｔ字状の棒状の部材である。保持部１５は、支持部１３および連結部１４に穿設された孔に挿通され、支持部１３の下方に吊設されている。保持部１５は、アーム１２に連結されており、支持部１３および連結部１４とは連結していないため、支持部１３の回転中にも静止している。保持部１５は、患者Ｐの上方に配設され、患者Ｐにより両手で把持される。また、保持部１５は、患者Ｐが握り込む他、手を吊架してもよい。保持部１５に患者Ｐの手を保持させることで、両手が胸部や腹部の上方に固定されるため、両手を撮像領域から十分離間させることができる。なお、保持部１５の形状は任意であり、逆Ｔ字状には限られない。
なお、保持部１５および椅子Ｃ等の、患者Ｐと接触する部位には、取り換え可能な薄いフィルムなどを貼付してもよい。当該フィルムを貼り替えることで、患者間での感染リスクを低減できる。

図３を用いて、Ｘ線撮影装置１が有する構成の各機能ブロックに関して詳細に説明する。同図に示すように、Ｘ線撮影装置１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）などの演算装置、CPUによって実行されるコンピュータプログラム、RAM（Random Access Memory）やROM（Read Only Memory）等の内部メモリ等によって実現される。Ｘ線撮影装置１はこれにより、撮像条件記憶部１Ａ、撮像画像記憶部１Ｂ、回転制御部２１、摺動制御部２２、移動制御部２３、形状取得部２４、撮像範囲認識部２５、受付部２６、撮像制御部２７、角度取得部２８、解析部２９、表示制御部３０からなる機能ブロックを構成する。なお、各電気的な構成は、各種の商用電源又は給電装置により給電される他、Ｘ線撮影装置１に備えられるバッテリーにより給電される構成であってもよい。

Ｘ線撮影装置１は、ネットワークＮＷを通じて閲覧端末２と接続され、撮像した画像を閲覧端末２上で閲覧させる。また、Ｘ線撮影装置１は、PACS(Picture Archiving and Communication Systems)と接続され、撮像した画像をPACSに送信する。PACSは、Ｘ線撮影装置１で撮像された画像を受信し、他のモダリティで撮像された画像と共に保管してよい。

回転制御部２１は、連結部１４を駆動させ、患者Ｐの周囲で撮像部１７を回転させて撮像角度を変化させる機能部である。回転制御部２１は、支持部１３を連続的に回転させるが、回転と停止を断続的に繰り返してもよい。回転制御部２１は、支持部１３を３６０度回転させ、さらに複数周回転させてもよい。回転制御部２１が支持部１３を患者の周囲に周回させる構成によれば、撮影条件を変えて撮影した結果を用いて取得されるサブトラクション画像の取得も容易である。サブトラクション画像の撮影例については後述する。また、回転方向は任意であり、右回転と左回転のいずれか一方又は両方が可能であってもよい。さらに、回転制御部２１は、右回転と左回転を交互に行う、いわゆる揺動を行ってもよい。

摺動制御部２２は、回転制御部２１による回転中心と、Ｘ線発生部１７ａとの距離を変更する機能部である。摺動制御部２２は、特許請求の範囲における距離制御部の例である。また、摺動制御部２２は、回転中心とＸ線検出部１７ｂとの距離を変更してもよい。摺動制御部２２は、回転中心とＸ線発生部１７ａとの距離と、回転中心とＸ線検出部１７ｂとの距離を、独立して変更してもよい。回転中心とＸ線発生部１７ａとの距離を小さくすると、拡大された画像を得ることができる。また、回転中心とＸ線検出部１７ｂとの距離を小さくすると、解像度の高い画像を得ることができる。したがって、撮像する身体部位の形状に応じて、回転中心とＸ線発生部１７ａ又はＸ線検出部１７ｂとの距離を調節することで、身体部位に応じた鮮明な画像が取得できる。例えば、撮影される身体部位が小さい場合にはＸ線発生部１７ａを近づけて拡大画像を取得し、撮影される身体部位が大きい場合にはＸ線発生部１７ａを遠ざけて広範囲の撮像をしつつ、Ｘ線検出部１７ｂを近づけて高空間分解能の画像を取得してもよい。

また、回転中心とＸ線発生部１７ａ又はＸ線検出部１７ｂとの距離は、ユーザからの入力に応じて各距離を個別に変更してもよいし、拡大画像取得モードと高空間分解能画像取得モードとがあらかじめ用意されていて、ユーザのモード選択に応じて各距離が変更されるようになっていてもよい。

移動制御部２３は、アーム１２又は第１摺動部１６ａおよび第２摺動部１６ｂを摺動させることで、撮像部１７を患者Ｐの身長方向に移動させる機能部である。また、連続する複数の身体部位を撮像する場合に、回転制御部２１と移動制御部２３が同時に動作することにより撮像部１７をらせん状に移動させ、撮像部１７は複数の身体部位を連続的に撮像する。この構成によれば、１度の撮像で、複数の身体部位を撮像可能である。
なお、回転制御部２１および移動制御部２３が略排他的に動作し、すなわち、同一箇所で回転しながら撮影した後に、回転を停止させてから撮像部１７を身長方向に移動させ、移動を停止させたあとに回転および撮影を開始する動作を行ってもよい。

形状取得部２４は、形状取得センサ１７ｃを制御して患者Ｐの身体形状を取得する機能部である。

撮像範囲認識部２５は、身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する機能部である。身体部位は、例えば、「頭部（のども含む）」、「胸部」、「腹部」、「腰部」、「脚部」、「その他（手腕など）」等であり、ユーザが指定しうる部位と対応している。撮像範囲認識部２５は、形状取得部２４により取得される身体形状に適宜の認識技術を適用し、患者Ｐの身長方向（図１におけるｚ方向）における各身体部位の開始座標および終了座標を特定する。撮像範囲認識部２５は、当該開始座標から終了座標までの範囲を、当該身体部位の撮像範囲として特定する。この構成によれば、各患者の特定の身体部位の撮像を、身長や体格によらず適切に行うことができる。

撮像範囲認識部２５は、各身体部位の撮像終了時における撮像部１７の角度、すなわち撮像終了角度を計算してもよい。撮像終了角度は患者ごとの身体寸法に応じて異なるためである。

摺動制御部２２は、撮像する身体部位に応じ患者ＰとＸ線発生部１７ａとの距離（以降、「患者・Ｘ線発生部間距離」ともいう）を変更する。患者・Ｘ線発生部間距離を小さくすることで、Ｘ線を多く透過させることができる。この構成によれば、管電流が小さいＸ線管であっても、距離を小さくすることで鮮明なＸ線画像を取得できる。身体部位は、その組成によりＸ線の透過率が異なる。例えば、頭部は頭蓋骨の影響でＸ線の透過率が低いため、患者・Ｘ線発生部間距離を近くする。一方、胸部は組織に空気の充填された空間が多く、Ｘ線の透過率が高いため、患者・Ｘ線発生部間距離を遠くする。このような身体部位ごとの患者・Ｘ線発生部間距離を撮像条件記憶部１Ａに記憶しておき、摺動制御部２２はこれを参照して制御してもよい。また、撮像条件記憶部１Ａには、基準とする患者・Ｘ線発生部間距離（基準距離）と、身体部位ごとの係数を記憶しておき、基準距離に係数を乗じて、当該身体部位における患者・Ｘ線発生部間距離を算出するようになっていてもよい。

摺動制御部２２は、撮像範囲の身体の厚さが比較的大きい場合には、患者・Ｘ線発生部間距離を小さくし、当該厚さが比較的小さい場合には患者・Ｘ線発生部間距離を大きくしてもよい。より具体的には、胸部の撮像においては、胸部よりも薄い脚部の撮像に比べて患者・Ｘ線発生部間距離を小さくする。この構成によれば、身体部位に応じた適切なＸ線照射を行うことで、過剰な被ばくを防ぎつつ鮮明なＸ線画像を取得できる。
なお、Ｘ線発生部１７ａは、これらの動作に伴って、撮影対象部との距離に応じて撮影対象に対して焦点を合わせる処理を行う。

また、摺動制御部２２は、形状取得部２４で取得される当該患者Ｐの身体寸法に応じて、患者・Ｘ線発生部間距離を補正してもよい。この構成によれば、患者の体形に則したより適切なＸ線照射が行え、ひいては過剰な被ばくを防ぐことができる。

摺動制御部２２は、撮像角度に応じて患者・Ｘ線発生部間距離を変更する。摺動制御部２２は、Ｘ線発生部１７ａとＸ線検出部１７ｂとに挟まれる患者Ｐの身体寸法が比較的大きい角度においては患者・Ｘ線発生部間距離を小さくし、身体寸法が比較的小さい角度においては患者・Ｘ線発生部間距離を大きくする。より具体的には、身体寸法に応じた係数を基準距離に乗じて患者・Ｘ線発生部間距離を算出するようになっていてもよい。

図４（ａ）に示すように、患者Ｐの胸部は、ｙ方向（患者Ｐの幅方向）において厚さｄ１、ｘ方向（患者Ｐの厚さ方向）において厚さｄ２であり、厚さｄ１は厚さｄ２より大きい。そこで、撮像部１７がｙ軸に沿って位置し、Ｘ線発生部１７ａとＸ線検出部１７ｂとに挟まれる患者Ｐの厚さが厚さｄ１である場合には、患者・Ｘ線発生部間距離は距離Ｄ１である。一方、撮像部１７がｘ軸に沿って位置し、Ｘ線発生部１７ａとＸ線検出部１７ｂとに挟まれる患者Ｐの厚さが厚さｄ２である場合には、患者・Ｘ線発生部間距離は距離Ｄ１より大きい距離Ｄ２である。その結果、Ｘ線発生部１７ａは楕円状の軌道５０上を回転する。

Ｘ線（電磁波：光子）は、人体のような水分が多い物体を通過する際には、Ｘ線の散乱や、脂肪や臓器などのＸ線の吸収により、Ｘ線発生部１７ａと正対するＸ線検出部１７ｂに届きにくくなり、Ｘ線画像の陰影に影響する。また、Ｘ線（電磁波：光子）は距離が遠くなると、同様にＸ線がＸ線検出部１７ｂに届きづらくなる。そこで、身体の厚さが角度により異なる部位を撮像する場合には、撮像角度に応じて患者・Ｘ線発生部間距離を変更することで、厚さの大きい角度からの撮像であっても鮮明なＸ線画像を取得できる。また、厚さの小さい角度からの撮像の場合には、適切な距離離れて撮像を行うことで、過剰な被ばくを防ぐことができる。

なお、撮影角度と患者・Ｘ線発生部間距離とを対応づけるデータは、例えば９０度の範囲の撮影角度と、患者・Ｘ線発生部間距離との対応関係が格納されていて、左右対称又は上下対象の角度には同様の患者・Ｘ線発生部間距離を適用してもよい。この構成によれば、９０度分のデータを格納すれば足りる。
なお、同図とは別に、Ｘ線撮影装置１から得られた画像を用いて、画像データから断層画面を生成したり、当該断層画面から立体的画像を再構成することも可能である。この場合、２１０度程度以上の画像データを用いることが考えられる。

図４（ｂ）は、患者Ｐの頭部を撮像する様子を示している。頭部は、ｙ方向において厚さｄ３、ｘ方向において厚さｄ４であり、厚さｄ３と厚さｄ４は略同等である。そこで、厚さｄ３の断面を撮像する際の患者・Ｘ線発生部間距離Ｄ３と、厚さｄ４の断面を撮像する際の患者・Ｘ線発生部間距離Ｄ４とは略同等であり、Ｘ線発生部１７ａは、円状の軌道５１を回転する。すなわち、撮像範囲における撮像角度に応じた患者・Ｘ線発生部間距離の変化量は、当該撮像範囲における身体形状の幅方向と厚さ方向の比率に応じて異なる。

上述のような構成によれば、身体部位ごと、かつ、撮像角度ごとに患者・Ｘ線発生部間距離を自動的に変更し、管電流の小さいＸ線管であっても鮮明なＸ線画像を取得できる。また、当該構成によれば、自動で患者・Ｘ線発生部間距離が変更されるので、撮影者の熟練度に関わらず鮮明な画像が取得できる。

受付部２６は、ユーザからの入力を受け付ける機能部であり、患者の識別情報を取得する他、当該患者の１又は複数の撮像部位に関する情報を受け付ける。

撮像制御部２７は、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂを駆動し、Ｘ線発生部１７ａとＸ線検出部１７ｂとの間に着座する患者ＰのＸ線画像を撮像する。撮像制御部２７は、支持部１３が回転している間に撮像を行う。撮像制御部２７は、Ｘ線発生部１７ａにＸ線を連続的に発生させる。また、Ｘ線検出部１７ｂは、フレームを切り替えながらＸ線を受光し、複数のＸ線画像からなる動画像を取得する。Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂを回転させながら撮像する構成によれば、簡易な構成で、多角度からのＸ線画像を取得できる。また、Ｘ線検出部１７ｂ内のＸ線検出器を動画像用のＦＰＤ（フラットパネルディテクター）で撮像する構成によれば、立体画像を合成しなくても、そのまま再生することで、患者Ｐの検査部位を立体視するかのごとく、周方向に滑らかに観察できる。また、取得される各画像は、静止撮像のＸ線画像と同様高解像度であるため、合成処理や補完処理を行う構成に比べて、拡大しても鮮明であり、信頼度の高い画像診断が可能である。さらに、合成処理や補完処理が不要であるため、撮像後すぐに画像を確認でき、迅速な診断が可能である。
なお、撮像制御部２７は、Ｘ線発生部１７ａによりＸ線を断続的に発生させてもよい。

また、撮像制御部２７は、動画像の撮像に代えて、又は加えて、静止画のＸ線画像を単純撮像することも可能であってよい。このとき、連結部１４は手動で回転させられる形態と、任意の角度で固定される形態と、に切替可能になっていてよい。また、回転制御部２１が、所定のユーザインターフェース装置から角度の入力を受け付け、支持部１３の角度が当該入力角度となるよう支持部１３を自動で回動させてもよい。

撮像制御部２７は、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂの相対位置を検証するための適宜の光線を発生させ、受光状態を確認する機能を有していてもよい。例えば、撮像制御部２７は、Ｘ線発生部１７ａからＸ線検出部１７ｂに向かって十字状の光線を発生させる。Ｘ線検出部１７ｂは、この光線を検出し、十字の中央が、Ｘ線検出部１７ｂの検出領域の中央で検出されているかを判定する。この構成により、Ｘ線発生部１７ａおよびＸ線検出部１７ｂの基準が合っているかキャリブレーションすることができる。なお、この光線は、Ｘ線であってもよいし、異なる波長の電磁波、例えば可視光であってもよい。この構成は、形状取得センサ１７ｃにより実現してもよい。

撮像制御部２７は、Ｘ線発生部１７ａにおいてＸ線を発生させるＸ線管の設定値を設定する。Ｘ線管の設定値は、例えば管電圧および管電流である。撮像制御部２７は、撮像条件記憶部１Ａを参照し、身体部位および撮像角度に応じてＸ線管の管電圧又は管電流を変更する。

角度取得部２８は、支持部１３の回転角度を取得する機能部である。角度取得部２８は、撮像制御部２７により撮像されたＸ線画像ごとに、当該Ｘ線画像が撮像されたときの回転角度を記録する。角度取得部２８は、例えばＸ線の動画像のフレームレートと同期したクロックにより駆動する角度計により、支持部１３の角度を定期的に取得する。

撮像条件記憶部１Ａは、少なくとも、撮像する身体部位ごとに、撮像角度と撮像条件とを対応付けて記憶する機能部である。撮像条件は、患者・Ｘ線発生部間距離と、Ｘ線管の管電圧又は前記Ｘ線管の管電流と、を含む。また、互いに隣接する撮像部位は、連続して撮像可能である旨のフラグがあらかじめ記憶されている。

撮像条件記憶部１Ａは、撮像範囲ごとに撮像終了位置における撮像角度、すなわち撮像終了角度を記憶する。また、撮像条件記憶部１Ａは、患者の識別情報と、患者の撮像範囲ごとの撮影終了角度とを対応付けて記憶する。回転制御部２１は、連続する第１身体部位および第２身体部位をこの順に撮像する場合にこの撮像終了角度を参照し、第１身体部位の撮像終了角度から第２身体部位の撮像を開始する。また、摺動制御部２２は、当該撮像角度に応じて患者・Ｘ線発生部間距離を変更する。このような構成によれば、連続する複数の身体部位を撮像する場合にも、所定の回転開始角度まで撮像部１７を回転させる動作が不要であり、撮像時間が短縮できる。

撮像画像記憶部１Ｂは、撮像された動画像に含まれる各画像と、撮像された回転角度とを互いに対応付けられて記憶する機能部である。また、撮像画像記憶部１Ｂは、患者の年齢、性別、身長および体重などの、患者に関する情報を記憶し、撮像画像と紐づけて格納してもよい。撮像画像は撮像画像記憶部１Ｂに一時的に記憶され、適宜のタイミングでＰＡＣＳに送信されてよい。

解析部２９は、取得されるＸ線画像を解析する機能部である。例えば、解析部２９は、取得した画像を合成することで、３次元画像を作成してもよい。

表示制御部３０は、取得したＸ線画像、又は解析により生成した画像を、閲覧端末２に表示させる機能部である。閲覧端末２は、医療従事者が閲覧する端末であり、例えばパーソナルコンピュータである。また、閲覧端末２はタブレット端末やスマートホンであってもよい。閲覧端末２は、ネットワークＮＷ（図３参照）の他、有線又は無線で接続されていてもよい。また、表示制御部３０は、Ｘ線撮影装置１が有する表示部にＸ線画像を表示していてもよい。

表示制御部３０は、取得した複数のＸ線画像を、撮像部１７の回転角度順に表示させる。表示制御部３０は、Ｘ線画像を自動で切り替えて表示させ、患者Ｐの周囲を回転するＸ線動画として再生してもよい。この構成によれば、Ｘ線動画により患者Ｐの体内を立体的に把握することができ、淡いすりガラス影や外縁部の炎症であっても容易に発見できる。Ｘ線動画は、撮像時と同様のフレームレートで再生してもよいし、再生速度は可変であってよい。

また、表示制御部３０は、閲覧端末２からの操作を受け付け、表示させるＸ線画像が手動で切替可能になっていてもよい。例えば、閲覧端末２のディスプレイ上にシークバーおよびスライダが表示され、マウス、キーボード又はタッチ動作により表示画像又は動画の再生開始箇所の指定を受け付けてよい。

●患者の身体形状を取得する処理フロー
図５に示すように、まず、形状取得部２４により、患者Ｐの身体形状を取得する（ステップＳ１１）。次いで、撮像範囲認識部２５は、身体形状を解析し、当該患者における部位ごとの撮像範囲を認識する（ステップＳ１２）。

●Ｘ線撮影装置が患者のＸ線撮像を行う処理フロー
図６に示すように、まず、受付部２６により、撮像部位の指定を受け付ける（ステップＳ２１）。次いで、撮像部１７の現在位置を認識する（ステップＳ２２）。

連続する撮像部位が指定されている場合（ステップＳ２３でＹ）、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、指定されている各撮像部位の撮像開始位置での撮像部１７の角度、すなわち撮像開始角度を特定し、ステップＳ２５に進む。連続する撮像部位がある場合には、直前の撮像部位における撮像終了角度が次の撮像部位における撮像開始角度になるためである。

指定されている撮像部位が指定されていない場合（ステップＳ２３でＮ）、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、撮像部１７を、最も上端の撮像部位の撮像開始位置に移動させる。次いで、撮像条件記憶部１Ａを参照し、当該撮像部位に対応する撮像条件を設定し（ステップＳ２６）、撮像部位の撮像を行う（ステップＳ２７）。

次いで、未撮像部位がある場合（ステップＳ２８でＹ）、次の撮像開始位置に移動する（ステップＳ２９）。なお、撮像部位が連続している場合、この処理は省略される。次いで、ステップＳ２６に戻り、直前に撮像された撮像部位に隣接する撮像部位の撮像を行う。未撮像部位がない場合（ステップＳ２８でＮ）、処理を終了する。

●実施例
図７～図９を用いて、本発明に係るＸ線撮影装置１により取得した胸部画像の１例について説明する。
図７の各図は、Ｘ線管の管電圧を７０ｋＶとして撮像した胸部Ｘ線画像である。各図は、異なる撮像角度から撮像した画像を示している。図８の各図は、Ｘ線管の管電圧を１２０ｋＶとして図６の各図と対応する位置において撮像した画像である。図９の各図は、図７の各図と図８の各図とによるサブトラクション画像である。なお、実際には、これらの画像は回転する動画として閲覧可能であってもよいし、スライダ等の適宜の操作子と連動し、ユーザの操作に応じて回転するように表示されてもよい。このような態様によれば、患者の胸部を３次元画像として構成し、内部の様子を子細に読影することができる。

図１０の各図は、関連技術としてのＸ線ＣＴ装置において取得された画像である。Ｘ線ＣＴ装置においては、撮像によって得られたデータを、体軸または頭軸に直交した横断面、矢状断面、冠状断面のそれぞれ直交した３方向の断面に切り出して、断層像を観察するのが基本である。したがって、断層画像を再構成して３次元Ｘ線画像を生成するにあたり補完処理を行っている。これに対し、本発明に係るＸ線撮影装置１によれば、各撮像角度で撮像された画像を観察するため、実際の患者の状態を高解像度で確認することができる。より具体的には、Ｘ線ＣＴ装置において一度にＸ線放射されるユニットは例えば最大128列程度であり、1画像あたり500dpi程度であるのに対し、本発明に係るＸ線撮影装置１によれば、Ｘ線発生部１７ａを比較的広い面積で確保できるため、一度にＸ線放射されるユニットは1000から3000列程度であり、１画像あたり3000dpiから30000dpi程度が確保できる。したがって、拡大して観察することをも容易である。

また、図７および図８の撮像時における管電流は0.1ｍＡから1ｍＡ程度である。ここで、図１０に撮像例を示したＸ線ＣＴ装置の管電流は20ｍＡから100ｍＡである。Ｘ線撮影装置１によれば、低い管電流であっても、多角度からの鮮明がＸ線画像を取得できる。

なお、本説明においては、患者を撮像する医療用のＸ線撮影装置を例に説明したが、本発明の技術的範囲はこれに限られず、各種の非破壊検査にも用いることができる。

１ Ｘ線撮影装置
１０ 支柱
１３ 支持部
１４ 連結部
１５ 保持部
１７ 撮像部
１７ａ Ｘ線発生部
１７ｂ Ｘ線検出部
２１ 回転制御部
２２ 摺動制御部（距離制御部）
２３ 移動制御部
２４ 形状制御部
２５ 撮像範囲認識部
２６ 受付部
２７ 撮像制御部
２８ 角度取得部
２９ 解析部
３０ 表示制御部

Claims (8)

1. 患者にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部に空間を空けて対向するＸ線検出部と、からなる撮像部と、
   前記患者の周囲で前記撮像部を回転させて撮像角度を変化させる回転制御部と、
   前記回転制御部による回転中心と、前記Ｘ線発生部又は前記Ｘ線検出部の一方、もしくは前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部との距離を変更する距離制御部と、
   前記撮像部を前記患者の身長方向に移動させる移動制御部と、
   前記患者の身体形状を取得する形状取得部と、
   前記身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する撮像範囲認識部と、
   を備え、
   前記距離制御部は、撮像する前記身体部位に応じて前記距離を変更する、
   Ｘ線撮影装置。
   
2. 前記距離制御部は、前記撮像角度に応じて前記距離を変更し、前記撮像範囲における前記撮像角度に応じた前記距離の変化量は、当該撮像範囲における前記身体形状の幅方向と厚さ方向の比率に応じて異なる、
   請求項１記載のＸ線撮影装置。
   
3. 前記距離制御部は、前記撮像角度に応じて前記距離を変更し、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部とに挟まれる前記患者の身体寸法が比較的大きい角度においては前記距離を小さくし、前記身体寸法が比較的小さい角度においては前記距離を大きくする、
   請求項１又は２記載のＸ線撮影装置。
   
4. 撮像する前記身体部位と、前記撮像角度と、撮像条件と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   前記Ｘ線発生部においてＸ線を発生させるＸ線管の設定値を設定する撮像制御部と、
   をさらに備え、
   前記撮像条件は、前記距離と、前記Ｘ線管の管電圧および前記Ｘ線管の管電流の少なくとも一方と、を含み、
   前記撮像制御部は、前記身体部位および前記撮像角度に応じて、前記管電圧又は前記管電流の少なくとも一方、もしくは前記管電圧及び前記管電流の両方を変更する、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
   
5. 連続する複数の前記身体部位を撮像する場合に、前記回転制御部と前記移動制御部は同時に動作することにより前記撮像部をらせん状に移動させ、前記撮像部は前記複数の前記身体部位を連続的に撮像する、
   請求項１乃至４のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
   
6. 前記撮像範囲ごとに撮像終了位置における前記撮像角度を記憶し、
   連続する第１の前記身体部位および第２の前記身体部位をこの順に撮像する場合に、前記回転制御部は、前記第１の前記身体部位の撮像終了位置における前記撮像角度から前記第２の前記身体部位の撮像を開始し、
   前記距離制御部は、当該撮像角度に応じて前記距離を変更する、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
   
7. 患者にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部に空間を空けて対向するＸ線検出部と、からなる撮像部を有するＸ線撮影装置により撮像する方法であって、
   前記患者の周囲で前記撮像部を回転させて撮像角度を変化させる回転制御ステップと、
   前記回転制御ステップによる回転中心と、前記Ｘ線発生部又は前記Ｘ線検出部の一方、もしくは前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部との距離を変更する距離制御ステップと、
   前記撮像部を前記患者の身長方向に移動させる移動制御ステップと、
   前記患者の身体形状を取得する形状取得ステップと、
   前記身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する撮像範囲認識ステップと、
   を含み、
   前記距離制御ステップでは、撮像する前記身体部位に応じて前記距離を変更する、
   Ｘ線撮影方法。
   
8. 患者にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部に空間を空けて対向するＸ線検出部と、からなる撮像部を有するＸ線撮影装置を制御するコンピュータプログラムであって、
   前記患者の周囲で前記撮像部を回転させて撮像角度を変化させる回転制御命令と、
   前記回転制御命令における回転の回転中心と、前記Ｘ線発生部又は前記Ｘ線検出部の一方、もしくは前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線検出部との距離を変更する距離制御命令と、
   前記撮像部を前記患者の身長方向に移動させる移動制御命令と、
   前記患者の身体形状を取得する形状取得命令と、
   前記身体形状に応じて、身体部位ごとの撮像範囲を決定する撮像範囲認識命令と、
   をコンピュータに実行させ、
   前記距離制御命令では、撮像する前記身体部位に応じて前記距離を変更する、
   Ｘ線撮影装置の制御プログラム。
   

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