JP4938481B2 - 放射線撮像装置、放射線撮像方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像方法、及びプログラムに関する。特に本発明は、放射線画像を撮像する放射線撮像装置及び放射線撮像方法、並びに放射線撮像装置用のプログラムに関する。

被写体胸部の呼吸動態を示す胸部動態画像を構成する胸部放射線画像における所定の解剖学的領域を認識して、認識した解剖学的領域に基づいて、胸部放射線画像を位置合せして表示する放射線画像処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、２つの画像の間で位置合わせを行ってから独立成分分析処理を行い、主要成分画像と経時変化検出画像とを出力する画像処理装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、吸気モード及び呼気モードのモード別に、前年に撮影された画像との差分画像を得ることによって経時変化を抽出する放射線画像処理装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００３−２９０１９３号公報 特開２００５−１９７７９２号公報 特開２００５−１５１０９９号公報

低いＸ線強度の撮影装置で十分なコントラストを有するＸ線画像を撮像しようとするためには、Ｘ線の露出時間を長くとる必要がある。しかしながら、露出時間を長くすると、被検者の心臓の動き、呼吸の動き、体動等の影響によってＸ線画像がぼけてしまう。撮像された画像がぼけていると、特許文献１から３に記載の装置のように画像を適切に位置合わせできなくなり、適切な差分画像を得ることができなくなってしまう場合がある。

そこで本発明は、上記課題を解決することができる放射線撮像装置、放射線撮像方法、及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態における放射線撮像装置は、被検者に放射線を照射する放射線発生部と、被検者の周期的な動きを検出する動き検出部と、放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線によって、動き検出部が検出した動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部と、放射線画像撮像部が連続して撮像した複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成する合成画像生成部とを備える。

本発明の第２の形態における放射線撮像方法は、被検者の周期的な動きの位相を検出する動き検出段階と、被検者に放射線を照射する放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線によって、動き検出段階において検出された動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する放射線画像撮像段階と、放射線画像撮像段階において連続して撮像された複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成する合成画像生成段階とを備える。

本発明の第３の形態によると、放射線撮像装置用のプログラムであって、放射線撮像装置を、被検者に放射線を照射する放射線発生部、被検者の周期的な動きの位相を検出する動き検出部、放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線によって、動き検出部が検出した動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部、放射線画像撮像部が連続して撮像した複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成する合成画像生成部として機能させる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明によれば、放射線画像におけるぼけ量を低減することができる放射線撮像装置を提供することができる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一実施形態に係る放射線撮像システム１００の利用環境の一例を示す。放射線撮像システム１００は、放射線撮像装置１１０、通信経路１５０、無線通信装置１５２、診断装置１１５ａ及びｂ（以下、診断装置１１５と総称する。）、サーバ１７０、データベース１７２を備える。放射線撮像装置１１０は、放射線検出器１２０及び制御装置１３０を有する。制御装置１３０は、モニタ１４０、入力装置１４２、放射線源１３２、可視光カメラ１３４、及び心拍信号検出器１３６を含む。診断装置１１５ａは、モニタ１６０ａを有する。なお、以後、モニタ１６０ａ及びｂをモニタ１６０と総称する。

放射線撮像装置１１０は、放射線技師１８０の操作によって被検者の放射線画像を撮像する。なお、放射線撮像装置１１０は移動式の放射線撮像装置であってよく、被検者がいる病室又は被検者の自宅で放射線技師１８０の操作により被験者を撮像してよい。なお、放射線撮像装置１１０は、第１撮像モード及び第２撮像モードを含む複数の撮像モードを有している。以下に、第１撮像モードにおける放射線撮像装置１１０の撮像動作について説明する。

放射線撮像装置１１０は、被検者を撮像する前に、通信経路１５０及び放射線撮像装置１１０の近傍の無線通信装置１５２を通じて、被検者の撮像オーダをサーバ１７０から取得する。そして、モニタ１４０は、撮像オーダに含まれる被検者ＩＤ、被検者の氏名、年齢、性別、体重、撮像部位、撮像方向、及び医師ＩＤを表示する。

そして、放射線技師１８０は、モニタ１４０に表示された年齢、性別、体重、撮像部位に基づいて撮像条件を決定して、決定した撮像条件を入力装置１４２から入力する。撮像条件は、管電流、管電圧、放射線源１３２の絞り径、照射時間を含む。なお、放射線撮像装置１１０は、撮像条件をサーバ１７０から受け取ってもよい。放射線源１３２は、撮像条件として入力された照射時間より短い照射時間で、間欠的に放射線を被検者に照射する。なお、放射線源１３２は、放射線を照射する照射時間の合計が、撮像条件として入力された照射時間と略同一になるまで放射線を照射する。

放射線検出器１２０は、放射線源１３２から検出の放射線の線量を検出して、放射線源１３２から放射線が照射される毎に、検出した放射線線量に基づいて放射線画像を生成してメモリに記憶する。制御装置１３０は、放射線の照射が終了すると放射線検出器１２０が記憶している放射線画像を無線により放射線検出器１２０から取得する。そして、制御装置１３０は、間欠照射によって得られた複数の放射線画像の位置合わせを行ってから重ね合わせることによって、１つの合成画像を生成する。

なお、可視光カメラ１３４は、放射線源１３２が放射線を照射する期間にわたって、被検者からの光によって被検者の体を撮像する。そして、制御装置１３０は、可視光カメラ１３４によって撮像された被検者の画像に基づいて、放射線画像の撮像時における被検者の呼吸位相を算出し、算出した呼吸位相に基づいて、被検者の肺の位置及び大きさを補正してよい。また、心拍信号検出器１３６は被検者の心臓の心拍信号を検出して制御装置１３０に供給する。制御装置１３０は、心拍信号検出器１３６から供給された心拍信号から放射線画像の撮像時における心拍位相を算出し、算出した心拍位相に基づいて、被検者の心臓の位置及び大きさを補正してよい。

そして、制御装置１３０は、生成した合成画像を、無線通信装置１５２及び通信経路１５０を通じてサーバ１７０に送信する。そして、サーバ１７０は、放射線撮像装置１１０から受信した合成画像をデータベース１７２に格納する。

以上説明したように、制御装置１３０は、所望のコントラストを得ることができる照射時間より短い時間幅で、放射線を間欠的に照射する。これにより、放射線撮像装置１１０によると、被検者の動きによるぼけ量の小さい複数の放射線画像を得ることができる。そして、得られた複数の放射線画像同士を位置合わせして重ね合わせることによって、所望のコントラストを有する合成画像を得ることができる。したがって、放射線撮像装置１１０によると、移動式の撮影装置のように固定式の撮影装置に比べて低い強度の放射線しか持っておらず、長い露出時間で撮像する必要がある場合であっても、被検者の動きによる放射線画像のぼけ量を低減することができる。

診断装置１１５は、データベース１７２から合成画像を取得してモニタ１６０に表示する。医師１９０ａ及びｂ（以下、医師１９０と総称する。）は、モニタ１６０に表示された合成画像を見て診断を行う。なお、図面の都合上、一の放射線撮像装置１１０しか示されていないが、放射線撮像システム１００は複数の放射線撮像装置１１０を備えてよい。また、上記における画像データの記録及び一連の通信制御はＤＩＣＯＭ規格に従って行われてよい。また、被検者の放射線画像を撮像する放射線検出器１２０は、ＦＰＤ等のような固体放射線検出器であってよい。なお、本実施形態における放射線とは、Ｘ線、γ線等の電磁放射線、或いはアルファ線等の粒子線であってよい。

次に、第２撮像モードにおける放射線撮像装置１１０の撮像動作を説明する。第２撮像モードにおける放射線撮像装置１１０の撮像動作は、放射線検出器１２０が放射線に露出されるタイミングが第１撮像モードと異なる点を除いて第１撮像モードにおける放射線撮像装置１１０の撮像動作と略同一であるので、相違点を除いて説明を省略する。第２撮像モードにおいても、放射線源１３２は、撮像条件として入力された照射時間より短い照射時間で、間欠的に放射線を被検者に照射する。第２撮像モードにおいては、放射線源１３２は、可視光カメラ１３４によって撮像された被験者の画像内容から被検者の呼吸位相を算出し、算出した呼吸位相が所定の位相になるタイミングでＸ線を照射する。そして、放射線検出器１２０は、放射線源１３２がＸ線を照射するタイミングに同期して放射線が露光される。制御装置１３０は、放射線検出器１２０に放射線を露光させる毎に、放射線検出器１２０が検出した線量を取得して、取得した線量に基づいて放射線画像を生成する。その後、放射線撮像装置１１０は、第１撮像モードにおける撮像動作と同様に、撮像された複数の放射線画像を重ね合わせることによって合成画像を生成する。

図２は、放射線撮像装置１１０のブロック構成の一例を示す。放射線撮像システム１００は、放射線画像撮像部２００、オブジェクト抽出部２１０、動き検出部２２０、動き補正部２３０、光画像撮像部２４０、撮像制御部２５０、合成画像生成部２６０、出力部２７０、及び放射線発生部２９０を備える。放射線画像撮像部２００は、放射線検出部２０２を有する。また、合成画像生成部２６０は、信号取得部２６２を有する。なお、放射線源１３２及び放射線検出器１２０は、それぞれ、放射線発生部２９０及び放射線検出部２０２の一例である。また、可視光カメラ１３４及び心拍信号検出器１３６は、動き検出部２２０の一例である。なお、動き検出部２２０は、赤外光を利用して被検者を撮像する赤外線カメラであってもよい。第１撮像モードにおける放射線撮像装置１１０の各構成要素の動作について以下に説明する。

放射線発生部２９０は、被検者に放射線を照射する。放射線画像撮像部２００は、放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過した放射線によって、被検者の複数の放射線画像を連続的に撮像する。具体的には、放射線検出部２０２は、放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過した放射線を検出する。そして、放射線画像撮像部２００は、放射線検出部２０２が検出した放射線の線量に基づいて、被検者の放射線画像を撮像する。より具体的には、放射線発生部２９０は、被検者にＸ線を照射する。そして、放射線画像撮像部２００は、放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過したＸ線によって、被検者の複数の放射線画像を連続的に撮像する。

撮像制御部２５０は、放射線発生部２９０が放射線を被検者に照射するタイミング及び時間幅及び放射線検出部２０２が放射線を検出するタイミング及び時間幅を制御する。具体的には、撮像制御部２５０は、被検者の動きによって放射線画像に生じるぼけ量が予め定められた値以下となる時間幅の期間だけ、放射線発生部２９０が照射した放射線を放射線検出部２０２に露出させる。例えば撮像制御部２５０は、被検者の心臓の心拍周期又は被検者の呼吸周期より十分に短い時間幅の期間だけ、放射線発生部２９０が照射した放射線を放射線検出部２０２に露出させる。より具体的には、撮像制御部２５０は、放射線画像撮像部２００が複数の放射線画像を撮像するタイミングにおいて、放射線発生部２９０に、被検者の周期的な動きによって放射線画像に生じるぼけ量が予め定められた値以下となる時間幅の期間だけ放射線を被検者に照射させる。

動き検出部２２０は、被検者の動きを検出する。そして、動き補正部２３０は、放射線画像撮像部２００が撮像した複数の放射線画像における少なくとも１つの放射線画像において、動き検出部２２０が検出した被検者の動きによる複数の放射線画像における変化を補正する。そして、合成画像生成部２６０は、動き補正部２３０が補正した放射線画像を含む、複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成する。そして、出力部２７０は、合成画像生成部２６０が生成した合成画像を出力する。例えば、出力部２７０は、合成画像生成部２６０が生成した合成画像を、モニタ１４０、１６０等に表示したり、データベース１７２に記録する。また、出力部２７０は、合成画像生成部２６０が生成した合成画像を印刷してもよい。

具体的には、動き検出部２２０は、放射線画像撮像部２００が複数の放射線画像を撮像したタイミングにおける被検者の心臓の心拍位相を検出する。そして、動き補正部２３０は、動き検出部２２０が検出した被検者の心拍位相に対応した被検者の動きによる複数の放射線画像における変化を補正する。

他にも、動き検出部２２０は、放射線画像撮像部２００が複数の放射線画像を撮像したタイミングにおける被検者の呼吸位相を検出してよい。そして、動き補正部２３０は、動き検出部２２０が検出した被検者の呼吸位相に対応した被検者の動きによる複数の放射線画像における変化を補正してよい。具体的には、光画像撮像部２４０は、被検者体からの光を受光して被検者の光画像を連続的に撮像する。そして、動き検出部２２０は、光画像撮像部２４０が撮像した光画像の画像内容の変化に基づいて、被検者の呼吸位相を検出する。

オブジェクト抽出部２１０は、放射線画像撮像部２００が撮像した複数の放射線画像からオブジェクトを抽出する。そして、動き検出部２２０は、複数の放射線画像におけるオブジェクト抽出部２１０が抽出したオブジェクトの位置の変化を検出する。そして、動き補正部２３０は、複数の放射線画像における少なくとも１つに含まれるオブジェクトの位置を補正することによって、動き検出部２２０が検出したオブジェクトの位置の変化を補正する。なお、動き検出部２２０は、複数の放射線画像におけるオブジェクト抽出部２１０が抽出したオブジェクトの大きさの変化を検出してよい。そして、動き補正部２３０は、複数の放射線画像における少なくとも１つに含まれるオブジェクトの大きさを補正することによって、動き検出部２２０が検出したオブジェクトの大きさの変化を補正してよい。

なお、放射線発生部２９０は予め定められた強度より小さい強度の放射線を照射してよい。例えば、放射線発生部２９０は、一の放射線画像を撮像する場合に照射すべき放射線の強度より小さい強度の放射線を、放射線画像撮像部２００が複数の放射線画像を撮像するそれぞれにタイミングにおいて被写体に照射してよい。より具体的には、放射線発生部２９０は、一の放射線画像を撮像する場合に照射すべき放射線の線量率より小さい線量率の放射線を、放射線画像撮像部２００が複数の放射線画像を撮像するそれぞれにタイミングにおいて被写体に照射してよい。

以上説明したように、放射線撮像装置１１０によると、放射線を低線量率で長い期間照射して被検者を撮像する必要がある場合であっても、被検者の心拍、呼吸等による画像のぼけ量を低減することができる。

図３は、第１撮像モードにおける放射線撮像装置１１０による撮像フローの一例を示す。放射線発生部２９０は予め定められた短い照射時間で間欠的にＸ線を照射するとともに、放射線検出部２０２は放射線発生部２９０がＸ線を照射しているタイミングに同期してＸ線を露出する（Ｓ３０２）。これにより、放射線画像撮像部２００は、被写体の複数のＸ線画像を撮像する。なお、光画像撮像部２４０は、被検者からの可視光を受光することによって、被検者の複数の可視光画像を含む被検者の動画を撮像している。

そして、撮像制御部２５０は、所定数のＸ線画像を撮像したか否かを判断する（Ｓ３０４）。具体的には撮像制御部２５０は、撮像オーダに含まれるＸ線の照射時間と、放射線発生部２９０がＸ線を間欠的に照射する時間幅とによって定まる枚数のＸ線画像を撮像したか否かを判断する。例えば、撮像オーダに含まれるＸ線の照射時間がＴであり、放射線発生部２９０がＸ線を間欠的に照射する時間幅がｔである場合に、撮像制御部２５０は、放射線画像撮像部２００がＴ／ｔ以上の枚数のＸ線画像を撮像したか否かを判断する。

Ｓ３０４において、撮像制御部２５０が所定数のＸ線画像を撮像したと判断した場合には、動き検出部２２０は、それぞれの照射タイミングにおいて光画像撮像部２４０が撮像した複数の可視光画像における被検者の体のラインを特定する（Ｓ３０６）。そして、動き補正部２３０は、検出された体のラインの位置に基づいて、複数の可視光画像において被検者の体のラインを一致させることができる画像のＸ方向及びＹ方向のシフト量を算出する。そして、動き補正部２３０は、算出したシフト量だけ放射線画像撮像部２００が撮像した複数の放射線画像をずらす補正を施すことによって、複数の放射線画像の間における被検者の体のラインを一致させる（Ｓ３０８）。

また、オブジェクト抽出部２１０は、複数の放射線画像からエッジ抽出等によってオブジェクトの輪郭を抽出する。そして、動き検出部２２０は、オブジェクト抽出部２１０が抽出したオブジェクトの輪郭と、予め定められた肺の形状パターンとの間のパターンマッチング等によって、複数の放射線画像における肺野を特定する（Ｓ３１０）。そして、動き補正部２３０は、肺野の位置及び大きさを一致させる補正を施す（Ｓ３１２）。そして、合成画像生成部２６０は、Ｓ３１２の補正が施された放射線画像を重ね合わせることによって、１つの合成画像を生成する（Ｓ３１４）。そして、出力部２７０は、Ｓ３１４において生成された合成画像をデータベース１７２等に記録する。

以上の説明においては、説明が複雑になることを防ぐべく、被検者の体の全体的な動きと呼吸による被検者の動きとを補正する場合の撮像フローについて説明したが、それらの動き補正に加えて、被検者の心臓の動きを補正する処理を加えることができることは言うまでもない。

図４は、動き検出部２２０が格納している位相情報の一例をテーブル形式で示す。動き検出部２２０は、各呼吸位相における肺野の面積の、予め定められた呼吸位相における肺野の面積に対する比と、呼吸位相とを対応づけた呼吸位相情報を記憶している。そして、動き検出部２２０は、被検者の複数の放射線画像における肺野の面積値の時間変化を、予め記憶している呼吸位相情報が示す面積比−呼吸位相データと比較することによって、複数の放射線画像が撮像されたそれぞれのタイミングにおける被検者の呼吸位相を算出する。

また、動き検出部２２０は、心臓野の各心拍位相における心臓野の面積の、予め定められた心拍位相における心臓野の面積に対する比と、心拍位相とを対応づけた心拍位相情報を格納している。そして、動き検出部２２０は、被検者の複数の放射線画像における心臓野の面積値の時間変化を、予め記憶している心拍位相情報が示す面積比−心拍位相データと比較することによって、複数の放射線画像が撮像されたそれぞれのタイミングにおける被検者の心拍位相を算出する。

図５は、合成画像生成部２６０が生成する合成画像の一例を示す。放射線発生部２９０は、Ｔ１の時間長さの期間のＸ線照射を所定の時間間隔で繰返す。例えば、放射線発生部２９０は、時刻ｔ０〜ｔ１の間、被検者にＸ線を照射する。放射線検出部２０２は、放射線発生部２９０が時刻ｔ０〜ｔ１の期間にわたって照射したＸ線の線量を検出する。そして、放射線画像撮像部２００は、Ｔ２の時間長さを持つ時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、放射線検出部２０２が検出した線量を示す信号を読み出す。このように、放射線画像撮像部２００は、Ｔ１＋Ｔ２の期間によって、１つの放射線画像５００を撮像する。このような撮像動作を連続的に繰返すことによって、放射線画像撮像部２００は放射線画像５１０、及び放射線画像５２０を撮像する。なお、作図の都合上図示していないが、時刻ｔ２と時刻ｔ１０までの間、及び時刻ｔ１２と時刻ｔ２０の間にも、複数の放射線画像が撮像されている。

そして、動き補正部２３０は、放射線画像５００、５１０、及び５２０に対して、被験者の動きを補正する画像処理を施す。ここでは、動き補正部２３０は、放射線画像５００及び５２０を補正する画像処理を施すことによって、被検者の位置、肺野の位置、及び肺野の大きさを、放射線画像５１０における被検者の位置、肺野の位置、及び肺野の大きさと略同一にする。具体的には、図３に関連して説明したように、放射線画像５００及び５２０をずらすことによって、被検者の位置を一致させる。

また、動き補正部２３０は、放射線画像５００及び５２０における肺野及び肺野の周辺領域を拡大又は縮小することによって、放射線画像５１０における肺野の面積及び位置と合致させる。また、動き補正部２３０は、肺尖５０１及び５２１の位置を、肺尖５１１の位置に一致させる。こうして、動き補正部２３０は、放射線画像５００及び５２０における被検者の動きが補正された補正画像５０１及び５２１を生成する。そして、合成画像生成部２６０は、補正画像５０１、５１０、及び５２１を重ね合わせて、合成画像５５０を生成する。

図６は、動き補正部２３０による肺野の補正例を示す。本図において、輪郭６００は第１の呼吸位相における肺の輪郭を示し、輪郭６１０は第２の呼吸位相における肺の輪郭を示す。動き補正部２３０は、第２の呼吸位相における肺野を拡大することによって、呼吸による被検者の動きを補正する。なお、動き補正部２３０は、Ｘ方向及びＹ方向とで異なる拡大率で肺野を拡大してもよい。さらに、動き補正部２３０は、肺野の拡大とともに、肺野の周囲の領域を縮小する。なお、動き補正部２３０は、肺野を拡大する拡大率及び肺野以外の領域の縮小率を、第１の呼吸位相及び第２の呼吸位相に対応づけて予め記憶してよい。また、動き補正部２３０は、拡大率及び縮小率を調整することによって、肺尖６０２を肺尖６０１のような基準となる点の位置を複数の放射線画像の間で一致させてよい。

また、動き補正部２３０は、拡大率・縮小率とともに、放射線画像における各部を移動する移動ベクトルを、第１の呼吸位相及び第２の呼吸位相に対応づけて予め記憶してよい。そして、動き補正部２３０は、呼吸位相に対応づけて予め記憶している拡大率又は縮小率、並びに移動ベクトルを用いて、被検者の放射線画像を補正する。このように、動き補正部２３０は、呼吸位相に対応づけて予め定められた変化量に応じて放射線画像を変化させることによって、複数の放射線画像における被検者の動きを補正する。

なお、図５及び図６においては、呼吸位相に応じて放射線画像を変形することで被検者の動きを補正する補正方法の一例を説明したが、同様の方法によって、心拍位相の違いに応じて放射線画像を変形することで、被検者の心臓の動きを補正することができる。

次に、第２撮像モードにおける放射線撮像装置１１０の動作について説明する。なお、以下の説明においては、第１撮像モードにおける各構成要素の動作と略同一の動作については説明を省略し、第１撮像モードにおける各構成要素の動作と異なる点について主として説明する。

動き検出部２２０は、被検者の周期的な動きを検出する。そして、放射線画像撮像部２００は、放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過した放射線によって、動き検出部２２０が検出した動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する。具体的には、放射線画像撮像部２００は、放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過したＸ線によって、動き検出部２２０が検出した動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する。

なお、撮像制御部２５０は、動き検出部２２０が検出した動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、被検者の周期的な動きによって放射線画像に生じるぼけ量が予め定められた値以下となる時間幅だけ放射線発生部２９０が照射した放射線を放射線検出部２０２に露出させる。なお、撮像制御部２５０は、放射線発生部２９０に、動き検出部２２０が検出した動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、被検者の周期的な動きによって放射線画像に生じるぼけ量が予め定められた値以下となる時間幅だけ放射線を照射させてよい。

そして、合成画像生成部２６０は、放射線画像撮像部２００が連続して撮像した複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成する。なお、動き検出部２２０は、被検者の心臓の心拍位相を検出する。そして、放射線画像撮像部２００は、放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過した放射線によって、動き検出部２２０が検出した心拍位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する。

また、動き検出部２２０は、被検者の呼吸位相を検出してよい。そして、放射線画像撮像部２００は、放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過した放射線によって、動き検出部２２０が検出した呼吸位相が略同一のタイミングにおける被検者の肺を含む複数の放射線画像を撮像する。

なお、放射線検出部２０２は、動き検出部２２０が検出した動きの位相が略同一となる複数のタイミングにおいて放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過した放射線の量に応じて生ずる信号を蓄積してよい。そして、信号検出部２６２は、放射線検出部２０２が蓄積した信号を取得して、取得した信号から合成画像を生成する。放射線検出部２０２は、動き検出部２２０が検出した動きの位相が略同一となる複数のタイミングにおいて放射線発生部２９０から照射されて被検者を透過した放射線の量に応じて生ずる電荷量を蓄積してよい。そして、信号検出部２６２は、放射線検出部２０２が蓄積した電荷量を取得して、取得した電荷量から合成画像を生成してよい。なお、放射線撮像装置１１０は、第２撮像モードにおいては、各タイミングで画像データを読み込む必要がないので、放射線検出部２０２は、放射線に感光する放射線フィルム又は光輝尽性蛍光体を使用したイメージングプレートを使用することができる。もちろん、放射線検出部２０２はＦＰＤであってよい。

以上説明したように、放射線撮像装置１１０によると、略同一の呼吸位相及び心拍位相において撮像することができるので、ぼけ量を低減することができる。

図７は、第２撮像モードにおける放射線撮像装置１１０による撮像フローの一例を示す。光画像撮像部２４０は、被検者に呼吸させながら、少なくとも呼吸の１周期の可視光画像を撮像する（Ｓ７０２）。また、撮像制御部２５０は、光画像撮像部２４０が撮像した画像に基づいて、被検者の呼吸周期を特定する（Ｓ７０４）。例えば、撮像制御部２５０は、被検者の胸部又は腹部の厚さが極大となる期間の長さを呼吸周期として特定してよい。他にも、撮像制御部２５０は、被検者にベローズを通じて呼吸してもらい、ベローズの長さに基づいて呼吸周期を特定してよい。また、撮像制御部２５０は、必ずしも可視光画像から呼吸周期を特定する必要はなく、呼気及び吸気流量を計測する呼吸計等によって呼吸周期を特定してもよい。

動き検出部２２０は、被検者の呼吸位相を検出する。そして、撮像制御部２５０は、動き検出部２２０が検出した被検者の呼吸位相に基づいて、肺の大きさが最大となるタイミングを予測する（Ｓ７０６）。撮像制御部２５０は、Ｓ７０６において予測されたタイミングにおいて、放射線発生部２９０にＸ線を照射させるとともに、放射線発生部２９０がＸ線を照射しているタイミングに同期して、放射線検出部２０２をＸ線を露出させる（Ｓ７０８）。そして放射線画像撮像部２００は、露出によって得られたＸ線線量から１つのＸ線画像を撮像してメモリに記憶する（Ｓ７１０）。

そして、撮像制御部２５０は、所定数のＸ線画像が撮像されたか否かを判断する（Ｓ７１２）。なお、Ｓ７１２における判断方法は、図３のＳ３０４における判断方法と同様であるので説明を省略する。Ｓ７１２において、所定数のＸ線画像が撮像されていないと撮像制御部２５０が判断した場合には、次に肺の大きさが最大となるタイミングまでウェイトする（Ｓ７１４）。ここでは、Ｓ７０４において特定した一呼吸周期分だけウェイトしてよいし、光画像撮像部２４０による胸部又は腹部の厚さが最大となるまでウェイトしてよい。そして、ウェイト後、Ｓ７０８に処理を移行する。この動作を繰返すことによって、放射線画像撮像部２００は、略同一の呼吸位相における複数の放射線画像を撮像することができる。

Ｓ７１２において所定数のＸ線画像が撮像された旨を撮像制御部２５０が判断した場合には、合成画像生成部２６０はＳ７０８において撮像された複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成し、出力部２７０は生成された合成画像をデータベース１７２等に記録して（Ｓ７１６）、処理を終了する。なお、放射線検出部２０２が放射線に感光する放射線フィルム又は光輝尽性蛍光体を使用したイメージングプレートである場合には、Ｓ７０８において放射線検出部２０２をＸ線に感光させるだけでよい。そして、Ｓ７１６においては、出力部２７０は、感光されたＸ線量を読み出すことによって得られた放射線画像を合成画像として出力してよい。

以上の説明においては、説明が複雑になることを防ぐべく、被検者の呼吸位相が略同一となるタイミングで放射線画像を撮像する場合の撮像フローについて説明したが、同様にして、被検者の心臓の心拍位相が略同一となるタイミングにおける放射線画像を撮像することができることは言うまでもない。また、放射線画像撮像部２００は、呼吸位相及び心拍位相がともに略同一となるタイミングにおける複数の放射線画像を撮像することもできる。

図８は、合成画像生成部２６０が生成する合成画像の一例を示す。図５に関連して説明したように、放射線検出部２０２は露出時間Ｔ０のＸ線に露出され、放射線検出部２０２によってＸ線の線量は、読み出し時間Ｔ１で放射線検出部２０２から読み出される。これにより、放射線画像８２０、８２１、及び８２３が得られる。そして、合成画像生成部２６０は、撮像された放射線画像８２０、８２１、及び８２３を重ね合わせて、合成画像８５０を生成する。

図９は、放射線撮像装置１１０のハードウェア構成の一例を示す。放射線撮像装置１１０は、ホスト・コントローラ１５８２により相互に接続されるＣＰＵ１５０５、ＲＡＭ１５２０、グラフィック・コントローラ１５７５、及び表示装置１５８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ１５８４によりホスト・コントローラ１５８２に接続される通信インターフェイス１５３０、ハードディスクドライブ１５４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を有する入出力部と、入出力コントローラ１５８４に接続されるＲＯＭ１５１０、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、及び入出力チップ１５７０を有するレガシー入出力部とを備える。

ホスト・コントローラ１５８２は、ＲＡＭ１５２０と、高い転送レートでＲＡＭ１５２０をアクセスするＣＰＵ１５０５、及びグラフィック・コントローラ１５７５とを接続する。ＣＰＵ１５０５は、ＲＯＭ１５１０、及びＲＡＭ１５２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等がＲＡＭ１５２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置１５８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ１５８４は、ホスト・コントローラ１５８２と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ１５４０、通信インターフェイス１５３０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を接続する。ハードディスクドライブ１５４０は、ＣＰＵ１５０５が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス１５３０は、ネットワーク通信装置１５９８に接続してプログラムまたはデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０、及び通信インターフェイス１５３０に提供する。

また、入出力コントローラ１５８４には、ＲＯＭ１５１０と、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０、及び入出力チップ１５７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１５１０は、放射線撮像装置１１０が起動時に実行するブート・プログラムや、放射線撮像装置１１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ１５５０は、フレキシブルディスク１５９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０、及び通信インターフェイス１５３０に提供する。入出力チップ１５７０は、フレキシブルディスク・ドライブ１５５０や、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。

ＣＰＵ１５０５が実行するプログラムは、フレキシブルディスク１５９０、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ１５４０にインストールされ、ＲＡＭ１５２０に読み出されてＣＰＵ１５０５により実行される。

ＣＰＵ１５０５により実行されるプログラムは、放射線撮像装置１１０を、図１から８に関連して説明した放射線画像撮像部２００、オブジェクト抽出部２１０、動き検出部２２０、動き補正部２３０、光画像撮像部２４０、撮像制御部２５０、合成画像生成部２６０、出力部２７０、及び放射線発生部２９０、放射線検出部２０２、及び信号取得部２６２として機能させる。

以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク１５９０、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５の他に、ＤＶＤやＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムを放射線撮像装置１１０に提供してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

放射線撮像システム１００の利用環境の一例を示す図である。 放射線撮像システム１００のブロック構成の一例を示す図である。 第１撮像モードにおける放射線撮像装置１１０による撮像フローの一例を示す図である。 動き検出部２２０が格納している位相情報の一例をテーブル形式で示す図である。 合成画像生成部２６０が生成する合成画像の一例を示す図である。 動き補正部２３０による肺野の補正例を示す図である。 第２撮像モードにおける撮像フローの一例を示す図である。 合成画像生成部２６０が生成する合成画像の一例を示す図である。 放射線撮像装置１１０のハードウェア構成の一例を示す図である。

符号の説明

１００ 放射線撮像システム
１１０ 放射線撮像装置
１１５ 診断装置
１２０ 放射線検出器
１３０ 制御装置
１３２ 放射線源
１３４ 可視光カメラ
１３６ 心拍信号検出器
１４０ モニタ
１４２ 入力装置
１５０ 通信経路
１５２ 無線通信装置
１６０ モニタ
１６２ 入力装置
１７０ サーバ
１７２ データベース
１８０ 放射線技師
１９０ 医師
２００ 放射線画像撮像部
２０２ 放射線検出部
２１０ オブジェクト抽出部
２２０ 動き検出部
２３０ 動き補正部
２４０ 光画像撮像部
２５０ 撮像制御部
２６０ 合成画像生成部
２６２ 信号取得部
２７０ 出力部
２９０ 放射線発生部

Claims (10)

1. 被検者に放射線を照射する放射線発生部と、
   被検者の周期的な動きを検出する動き検出部と、
   前記放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線を検出する放射線検出部によって、前記動き検出部が検出した動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する放射線画像撮像部と、
   前記動き検出部が検出した動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、前記放射線発生部が照射した放射線を前記放射線検出部に露出させる撮像制御部と、
   前記放射線画像撮像部が連続して撮像した複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成する合成画像生成部と
   を備え、
   前記放射線発生部は、前記動き検出部が検出した動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、被検者の周期的な動きによって前記複数の放射線画像に生じるぼけ量が予め定められた値以下となる時間幅の期間だけ放射線を照射し、
   前記撮像制御部は、前記動き検出部が検出した動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、前記放射線発生部が照射した放射線を前記時間幅の期間だけ前記放射線検出部に露出させる
   放射線撮像装置。
2. 前記動き検出部は、被検者の心臓の心拍位相を検出し、
   前記放射線画像撮像部は、前記放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線によって、前記動き検出部が検出した心拍位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する
   請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記動き検出部は、被検者の呼吸位相を検出し、
   前記放射線画像撮像部は、前記放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線によって、前記動き検出部が検出した呼吸位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する
   請求項１に記載の放射線撮像装置。
4. 被検者体からの光を受光して被検者の光画像を連続的に撮像する光画像撮像部
   をさらに備え、
   前記動き検出部は、前記光画像撮像部が撮像した光画像の画像内容の変化に基づいて、被検者の呼吸位相を検出する
   請求項３に記載の放射線撮像装置。
5. 前記放射線画像撮像部は、前記動き検出部が検出した動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、前記放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線の量に応じて生ずる信号を蓄積する放射線検出部を有し、
   前記合成画像生成部は、前記放射線検出部が蓄積した信号を取得して、取得した信号から合成画像を生成する信号検出部を有する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線撮像装置。
6. 前記放射線発生部は、放射線を照射した照射時間の合計が撮像条件として入力された照射時間と略同一になるまで、前記撮像条件として入力された放射線の照射時間より短い前記時間幅で間欠的に放射線を被検者に照射する
   請求項１から５のいずれか一項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記放射線発生部は、被検者にＸ線を照射し、
   前記放射線画像撮像部は、前記放射線発生部から照射されて被検者を透過したＸ線によって、前記動き検出部が検出した動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の放射線撮像装置。
8. コンピュータを、請求項１から７のいずれか一項に記載の放射線撮像装置として機能させるためのプログラム。
9. 被検者に放射線を放射線発生部から照射させる照射段階と、
   被検者の周期的な動きを検出する動き検出段階と、
   前記放射線発生部から照射されて被検者を透過した放射線を検出する放射線検出部によって、前記動き検出段階において検出された動きの位相が略同一のタイミングにおける被検者の複数の放射線画像を撮像する放射線画像撮像段階と、
   前記放射線画像撮像段階において連続して撮像された複数の放射線画像を重ね合わせて合成画像を生成する合成画像生成段階と
   を備え、
   前記照射段階は、前記動き検出段階において検出された動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、被検者の周期的な動きによって前記複数の放射線画像に生じるぼけ量が予め定められた値以下となる時間幅の期間だけ放射線を照射させ、
   前記放射線画像撮像段階は、前記動き検出段階において検出された動きの位相が略同一となるタイミングにおいて、前記放射線発生部から照射された放射線を前記時間幅の期間だけ前記放射線検出部に露出させる
   放射線撮像方法。
10. 前記照射段階は、放射線を照射した照射時間の合計が撮像条件として入力された照射時間と略同一になるまで、前記撮像条件として入力された放射線の照射時間より短い前記時間幅で間欠的に放射線を被検者に照射する
    請求項９に記載の放射線撮像方法。

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