JP4945249B2 - Ｘ線透過像表示システム - Google Patents

Description

本発明は、透過Ｘ線を基に被検体（患者）の所要部位のＸ線透過像の画像データを取得し、その画像データを読影して患者の診断を行なう技術に係り、特に、局所的なＸ線強度差に起因する平面検出器の感度低下によって画像データ上に現れるアーチファクト（ゴースト）現象を回避するＸ線透過像表示システムに関する。

Ｘ線により消化管等の所要部位を透視・撮影するＸ線診断装置では、患者にＸ線が照射され、患者を透過した透過Ｘ線は、Ｘ線ＴＶ装置に入射して光信号に変換され、この光信号がＴＶカメラで光学像として撮影される。この撮影を所定のＸ線透視条件（所定強度の透視によるＸ線照射）の元で行なうと、ディスプレイ装置の画面上に、患者のＸ線透視像を殆どリアルタイムに表示することができる。

Ｘ線診断装置は患者の間接撮影を行なう装置であり、オペレータは、患者内部の造影剤の流れや濃度差をディスプレイ装置の画面上に時系列的に表示して観察することができる。最近では、患者を透過した透過Ｘ線を電気信号に変換する平面検出器の装置も商品化されている。また、Ｘ線診断装置は、透過Ｘ線を直接にＸ線フィルムに感光させてＸ線透過像の画像データを得る、いわゆる直接撮影も行なうことができる。

医療従事者は、不要な被曝防止の観点から検査中、患者へのＸ線照射は診断上必要最小限に留める細心の注意をもって行なうことが義務付けられている。したがって、検査によってはＸ線照射野視野サイズやＸ線照射野絞りを小さくした状態で長時間Ｘ線を照射する場合が生じる。一方で、大腸検査のように体全体を観察する場合には、Ｘ線照射野視野サイズを大きな視野サイズに変更したり、Ｘ線照射野絞りを全開にしたりして、Ｘ線照射を行なう診断上の必要性が生じる。

Ｘ線診断装置を用いて、小さなＸ線照射野絞りの開口度（Ｘ線照射野視野サイズ）で検査を行なった後、大きなＸ線照射野絞りの開口度で検査を行なうと、前のＸ線透視時間に応じたＸ線照射領域の内部のＸ線入射履歴に起因した感度低下によってＸ線透過像の画像データ上にゴーストが発生する。よって、患部を観察するには、画像データ上に現れるゴーストを回避することが重要となる。そこで、Ｘ線診断装置は、画像データ上に現れるゴーストを回避するためのゴースト補正係数を、補正効果を観察しながら変化させて、検査毎に異なる検査対象部位を透過したＸ線透過像が最適になるように、臨床の画像データを基に補正効果をリアルタイムで観察・評価ができる。

従来の感度補正機構に関しては、均一照射Ｘ線による技術（例えば、特許文献１参照。）や光照射による技術（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。

また、Ｘ線診断装置を用いて、撮影用Ｘ線スイッチを押してＸ線照射を行ない、ヨード系の造影剤注入前に記憶されたマスク透過像の画像データと、造影剤注入後のコントラスト透過像の画像データとのサブトラクションを実施し、表示装置にリアルタイムでサブトラクション画像を表示する血管系の検査がある。また、Ｘ線診断装置を用いて、バリウムのような造影剤を服用し撮影用Ｘ線照射された透過像の画像データをリアルタイムで表示する非血管系の消化管検査において、表示装置上に表示された画像をもとに観察・診断を行ない、フィルムへプリントする技術がある。特許文献１では、蓄積性蛍光体シートの補正に関して使用条件に応じた均一Ｘ線照射を複数基準データとして記憶し、それを選択的に利用して補正する。また、特許文献２では、Ｘ線照射の照射線量の部分的な強度による平面検出器の感度むらや感度低下に関しては、平面的に発光する光照射を撮影前と撮影直後に行なうことで、それぞれの光出力信号の比率をＸ線透過像の画像データに演算させることにより補正する。
特開２００４−４５８８号公報 特開２００４−３３６５９号公報

しかしながら、特許文献１及び２には、Ｘ線照射野視野サイズが変わった場合の補正や、透視用Ｘ線画像や撮影用Ｘ線画像といった臨床画像に対するリアルタイム補正についての記載がない。

また、従来技術において、静止画については平面検出器の感度のばらつきを補正する手法がある。しかし、動的に検査対象部位に応じてＸ線照射野視野サイズを変えながら診断するような検査手技に対しては、該当する基準データそのものが千差万別となり、圧縮したとしても物理的に記憶できない。また、ダイナミックに、さまざまな検査対象部位の透視下のＸ線透過像を見ながらその補正効果を、評価することも不可能であった。さらに、一度収集してしまったＸ線透過像の画像データに対して、後から補正をかけて、診断し易い画像データを生成することもできなかった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、画像データ上に現れるゴーストを回避することで、診断し易いＸ線透過像を表示することができるＸ線透過像表示システムを提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線透過像表示システムは、上述した課題を解決するために請求項１に記載したように、Ｘ線照射条件を設定して被検体の検査対象部位に関するデータを収集して、そのデータを基にＸ線透過像の画像データを生成して表示するＸ線透過像表示システムにおいて、前記Ｘ線照射条件毎にゴーストのある均一照射によるデータを基にゴースト補正係数を求めると共に、前記ゴースト補正係数から、前記検査対象部位に関するデータを収集する際のＸ線照射条件と、Ｘ線照射開始からＸ線照射終了までの間における前記Ｘ線照射開始からの経過時間とに対応する所要のゴースト補正係数を取得して、前記検査対象部位に関するデータを前記所要のゴースト補正係数にて補正して、補正画像データを生成する補正部と、前記補正画像データを表示する表示部と、を有する。

本発明に係るＸ線透過像表示システムによると、画像データ上に現れるゴーストを回避することで、診断し易いＸ線透過像を表示することができる。

本発明に係るＸ線透過像表示システムの実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るＸ線透過像表示システムを構成するＸ線診断装置の第１実施形態を示すブロック図である。

図１は、本実施形態のＸ線透過像表示システム１を示す。Ｘ線透過像表示システム１はＸ線診断装置１０から構成され、そのＸ線診断装置１０は、被検体（患者）の血管にヨード等の造影剤を注入して検査対象部位を診断しながら、造影剤の流れを追いながら撮影を行なう血管造影検査、又は、経口的にバリウムなどの造影剤を投与し、患者の消化管の中を流れる造影剤を追いながら撮影を行なう消化管造影検査等、多目的な検査に適用される。

Ｘ線診断装置１０は、Ｘ線発生部１１、Ｘ線検出部１２、Ｃアーム１３、天板１４、高電圧発生部１５、機構制御部１６、機構部１７、画像演算・記憶回路１８、表示部１９、システム制御部２０及び操作部２１を備える。

Ｘ線発生部１１は、大きくは、Ｘ線管１１ａ及びＸ線照射野絞り１１ｂを備える。Ｘ線管１１ａは、システム制御部２０の制御に従って、患者Ｐに対してＸ線を照射する。Ｘ線管１１ａは、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された熱電子を陽極と陰極の間に印加させた高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。

Ｘ線照射野絞り１１ｂは、システム制御部２０の制御に従って、Ｘ線管１１ａから照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成する。Ｘ線照射野絞り１１ｂは、Ｘ線管１１ａと患者Ｐとの間に位置し、Ｘ線管１１ａから照射されたＸ線ビームを、患者Ｐの検査対象部位以外の部位を被曝させないために、所定の視野サイズに絞り込む。

Ｘ線検出部１２は、患者Ｐを透過したＸ線を２次元的に検出する。Ｘ線検出部１２は、大きくは、平面検出器１２ａ、画像データ生成部１２ｂ、ゴースト補正制御部１２ｃ及びゴースト補正係数記憶回路１２ｄを備える。

Ｘ線検出部１２には、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換方式と、光に変換した後電荷に変換する間接変換方式とがあり、本実施形態では前者を例に説明するが後者であっても構わない。平面検出器１２ａは、微小なＸ線検出素子を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されている。平面検出器１２ａの各々の検出素子はＸ線を感知し、入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、この電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷をＸ線透過像（Ｘ線透視像又はＸ線撮影像）の生データとして所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えている。なお、Ｘ線透視像の生データをＮＤＤ（ｎｏｎ ｄｏｓｉｍｅｔｅｒ ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ）法を用いて変換して、Ｘ線透過像の表面線量データを生成してもよい。

画像データ生成部１２ｂは、Ｘ線検出部１２から出力されたＸ線透過像の生データ又は表面線量データを基に、Ｘ線透過像の画像データ（後述する補正画像データを含む。）を生成する。画像データ生成部１２ｂは、平面検出器１２ａから読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器１２ｂａと、その電荷・電圧変換器１２ｂａの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（ａｎａｒｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１２ｂｂと、平面検出器１２ａからライン単位でパラレルに読み出されるデジタル変換された画像データをシリアルな信号に変換するパラレル・シリアル変換器１２ｂｃとを備える。

本実施形態のように平面検出器１２ａを使用したＸ線診断装置１０では、Ｘ線自動露出制御を行なうために、蛍光採光型ファイバ形検出器フォトピックアップＦを平面検出器１２ａの前面に組み込む。透視用Ｘ線による検査の場合、平面検出器１２ａによって透視用Ｘ線を検出して、その検出信号を図示しないＸ線／ＡＢＣ（ａｕｔｏ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）制御部に送り、表示部１９のモニタ１９ｄの輝度が一定になるようにフィードバックループを構成する。又は、平面検出器１２ａで映像化された画素信号（又はビデオ信号）の平均値が一定になるようにフィードバックループを構成してもよい。一方、撮影用Ｘ線による検査の場合、同様に、適正な濃度になるように、蛍光採光型ファイバ形検出器フォトピックアップＦが撮影用Ｘ線を検出して、その検出信号により撮影時間（フォトタイマ）のコントロールがＸ線／ＡＢＣ制御部で行なわれる。

ここで、固体検出器としての平面検出器１２ａのデメリットとして、Ｘ線照射が遮断されるＸ線照射野絞り１１ｂの境界面で、平面検出器１２ａの極端な感度低下によってＸ線透過像の画像データ上にアーチファクト（内部が暗くなり、小さなＸ線照射野視野サイズに相当するＸ線照射野絞り１１ｂの輪郭が、現在のＸ線照射野絞り１１ｂの中の画像データ上にうっすらと見えてしまうゴースト）が現れることが知られており、Ｘ線照射野絞り１１ｂを開放したときの解放前の絞り辺縁のゴーストが表示された画像データに重なってしまうことが診断上の妨げとなっている。そこで、本実施形態のＸ線透過像表示システム１を構成するＸ線診断装置１０は、Ｘ線透過像の画像データ上に現れるゴーストを回避すべく、ゴースト補正制御部１２ｃ及びゴースト補正係数記憶回路１２ｄを備える。

ゴースト補正制御部１２ｃは、患者Ｐの検査対象部位の検査を行なう前に、各種Ｘ線照射条件（Ｘ線透視条件及びＸ線撮影条件）毎に、さらに、Ｘ線照射開始からの経過時間に従って、ゴーストのある均一照射（一様照射）のＸ線透視像の生データ又は表面線量データを基にしてゴースト補正係数を生成する。均一照射によるＸ線透視像の生データ又は表面線量データは検出面の位置によらず均一の分布となるが、ゴーストが発生する場合均一の分布とはならない。しかも、ゴーストが発生する場合、Ｘ線透過条件及びＸ線照射開始からの経過時間によって均一照射によるＸ線透視像の生データ又は表面線量データの分布が変化する。よって、均一照射による生データ又は表面線量データが検出面の位置によらず均一の値となるように、Ｘ線透過条件毎にＸ線照射開始からの経過時間に従って補正する係数をゴースト補正係数とする。

一方、ゴースト補正制御部１２ｃは、患者Ｐの検査対象部位の検査時における各種Ｘ線照射条件とＸ線照射開始からの経過時間とに対応する所要のゴースト補正係数を、ゴースト補正係数記憶回路１２ｄに記憶された複数のゴースト補正係数から取得する。そして、ゴースト補正制御部１２ｃは、検査対象部位に関するＸ線透過像の生データ又は表面線量データを、所要のゴースト補正係数にて補正する。補正後の検査対象部位に関するＸ線透過像の生データ又は表面線量データは画像データ生成部１２ｂに出力される。

ゴースト補正係数記憶回路１２ｄは、Ｘ線照射条件毎、Ｘ線照射開始からの経過時間毎に予め設定されたゴースト補正係数を記憶する。

図２は、Ｘ線照射条件毎、Ｘ線照射開始からの経過時間毎に予め設定されたゴースト補正係数を説明するための図である。

図２では、Ｘ線照射条件としての管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野絞り１１ｂの開口度（Ｘ線照射野視野サイズ）及びＸ線管焦点−Ｘ線検出器間距離（ＳＩＤ：ｓｏｕｒｓｅ ｉｍａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ）と、Ｘ線照射開始からの経過時間とに対応するゴースト補正係数を示している。なお、Ｘ線照射条件は、管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野視野サイズ及びＳＩＤに限定されるものではない。また、ゴースト補正係数は、画像データの各ピクセルに対応して求められる。

ゴースト補正制御部１２ｃは、患者Ｐの検査対象部位の検査時における管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野視野サイズ、ＳＩＤ及びＸ線照射開始からの経過時間の組み合わせに対応するゴースト補正係数をゴースト補正係数記憶回路１２ｄから取得する。例えば、ゴースト補正制御部１２ｃは、検査対象部位の検査時における管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野視野サイズ、ＳＩＤ及びＸ線照射開始からの経過時間の組み合わせに合致するゴースト補正係数をゴースト補正係数記憶回路１２ｄから取得する。また、ゴースト補正制御部１２ｃは、検査対象部位の検査時における管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野視野サイズ、ＳＩＤ及びＸ線照射開始からの経過時間の組み合わせに最も近いゴースト補正係数をゴースト補正係数記憶回路１２ｄから取得する。その場合、ゴースト補正制御部１２ｃは、取得されたゴースト補正係数を、検査対象部位の検査時におけるＸ線照射条件の差異に従ってさらに補正してもよい。

また、図１に示すＣアーム１３は、Ｘ線管１１ａ及びＸ線照射野絞り１１ｂとＸ線検出部１２を構成する平面検出器１２ａとを一体として保持する。

天板１４は、患者Ｐを載置する。

高電圧発生部１５は、システム制御部２０の制御によって、Ｘ線管２１に高電圧電力を供給する。

機構制御部１６は、システム制御部２０の制御によって機構部１７を制御して、Ｃアーム１３や天板１４の移動速度等の制御を行なう。

機構部１７は、Ｃアーム移動機構１７ａ、Ｃアーム回転機構１７ｂ、起倒機構１７ｃ及び天板移動機構１７ｄを有する。Ｃアーム移動機構１７ａは、機構制御部１６の制御によって、Ｘ線管１１ａ及び平面検出器１２ａを患者Ｐの体軸方向に移動させて撮影するためにＣアーム１３を体軸方向に直線移動させる。Ｃアーム回転機構１７ｂは、機構制御部１６の制御によって、Ｘ線管１１ａ及びＸ線検出部１３の平面検出器１２ａを患者Ｐの体軸を中心として、検査対象部位の角度を設定するためにＣアーム１３を回転させる。起倒機構１７ｃは、機構制御部１６の制御によって、天板１４及びＣアーム１３を一体として起倒させる。また、機構制御部１６の制御によって、天板１４を保持する天板保持部２２を上下方向、左右方向及び体軸方向に移動させ、天板１４を上下方向、左右方向及び体軸方向に移動させる。

図３は、本実施形態のＸ線透過像表示システム１を構成するＸ線診断装置１０の撮影系を頭部側から見た外観図である。なお、Ｘ線診断装置１０に有するＣアーム構造の撮影系は、Ｘ線発生部１１が天板１４の上方に位置するオーバーテーブルの場合を示すが、Ｘ線発生部１１が天板１４の下方に位置するアンダーテーブルの場合であってもよい。

図３に示す架台Ｇは床に設置され、その架台Ｇに起倒機構１７ｃがｘ軸方向を軸として回転自在に保持される。さらに、起倒機構１７ｃと天板保持部２２とが連結され、その天板保持部２２は天板１４の片端と連結されて天板１４を支えている。また、起倒機構１７ｃに対してＣアーム移動機構１７ａは、患者Ｐの体軸方向（ｚ軸方向）に直線状にスライドが可能な状態で保持され、そのＣアーム移動機構１７ａにはＣアーム回転機構１７ｂが回転自在で保持されている。Ｃアーム１３は、Ｃアーム１３を支持するＣアーム回転機構１７ｂによって、円弧動（ｚ軸方向を軸とする回転方向であるＡ−Ｂ方向の回転動）を行なう。そして、Ｃアーム回転機構１７ｂは、Ｃアーム１３の端部に装着されたＸ線管１１ａ及びＸ線照射野絞り１１ｂを、例えば天板１４に正対する位置（天井位置）をθ＝９０°として約０°乃至１８０°の範囲で円弧状に移動させることが可能となっている。Ｃアーム２４は、その移動量、移動タイミング及び移動速度が制御される。なお、Ａ方向は、ＬＡＯ（ｌｅｆｔ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｏｂｌｉｑｕｅ ｖｉｅｗ）方向と、Ｂ方向は、ＲＡＯ（ｒｉｇｈｔ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｏｂｌｉｑｕｅ ｖｉｅｗ）方向とそれぞれ呼ばれる。

さらに、Ｃアーム１３は、Ｃアーム回転機構１７ｂによって、回転動（ｘ軸方向を軸とする回転方向の回転動）を行なう。なお、回転動の方向は、ＣＲＡ（ｃｒａｎｉａｌ ｖｉｅｗ）方向と、ＣＡＵ（ｃａｕｄａｌ ｖｉｅｗ）方向と呼ばれる。

また、図１に示す画像演算・記憶回路１８は、大きくは、画像データ記憶回路１８ａ及び画像演算回路１８ｂを備える。画像データ記憶回路１８ａは、システム制御部２０の制御によって、画像データ生成部１２ｂからライン単位又はフレーム単位で順次出力される画像データを記憶する。画像演算回路１８ｂは、システム制御部２０の制御によって、画像データ記憶回路１８ａに記憶された画像データに対して画像処理を施し、画像処理後の画像データを画像データ記憶回路１８ａに記憶する。画像処理としては、Ｘ線透過像の画像データの拡大／諧調／空間ファイルタ処理、時系列に蓄積された画像データの最小値／最大値トレース処理、サブトラクション処理、ノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。

表示部１９は、システム制御部２０の制御によって、画像演算・記憶回路１８によって処理された画像データに、システム制御部２０から提供されたＸ線照射条件、指示器位置情報等のテキスト・図形情報を合成させて表示する。具体的には、表示部１９は、表示用画像メモリ１９ａ、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ ａｎａｌｏｇ）変換器１９ｂ、表示回路１９ｃ及びモニタ１９ｄを備える。表示用画像メモリ１９ａは、画像データに、システム制御部２０によって変換されたＸ線透視条件（平均透視管電圧、平均透視管電流、総透視時間及び線量情報等）や、画像データの付帯情報である数字や各種文字等を合成して一旦保存する。Ｄ／Ａ変換器１９ｂは、画像データや付帯情報をアナログ信号に変換する。表示回路１９ｃは、アナログ信号をＴＶフォーマット変換して映像信号を生成するフォーマット変換用の回路である。モニタ１９ｄは、映像信号を表示する液晶又はＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）を含み、画像データ等を表示する。

システム制御部２０は、図示しないＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）と記憶回路を備える。システム制御部２０は、操作部２１から入力されるオペレータの指示に従って、Ｘ線診断装置１０の全体の制御を行なう。

操作部２１は、表示パネル、キーボード、各種スイッチ、キーパッドスイッチ及びマウス等を備えたインタラクティブ（双方向）に通信可能なインターフェイスである。オペレータは操作部２１を用いて、患者Ｐの患者情報や、患者Ｐの検査対象部位に対して最適なＸ線照射条件等をシステム制御部２０に入力する。患者情報としては、検査部位、検査方法、体格（体厚）及び過去の診断履歴等が挙げられる。操作部２１によって操作された設定信号やタイミング信号は、システム制御部２０を介して各ユニットに送られる。

オペレータは操作部２１を用いて、Ｘ線照射野視野サイズを絞った状態での長時間のＸ線照射により発生が認められるＸ線透過像の画像データ上のゴーストに対しては、表示された画像データに対してインタラクティブにゴースト補正係数の強度補正（再調整）を手動で施したり、補正を行なうか否か（ｏｎ／ｏｆｆ）を瞬時に行なったりすることで、Ｘ線透視像上のゴーストの有無を確認できる等、検査中の診断能を向上させることができる。また、オペレータは操作部２１を用いて、患者Ｐの識別情報としての患者ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を入力することにより、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮからインターフェイス（ＩＦ）２３を介して、患者情報又は患者情報に基づく各種Ｘ線照射条件を受信することができる。そして、オペレータは表示部１９のモニタ１９ｄ又は操作部２１の表示パネル（図示しない）に表示される患者情報又は患者情報に基づく各種Ｘ線照射条件に対して、変更の必要がある場合のみ操作部２１より変更のための入力を行なってもよい。

ＩＦ２３は、例えば、ＩＥＥＥ（ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４ポートや、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）ポート、ＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）接続用のＮＩＣ（ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃａｒｄ）等で構成されたインターフェイスであり、各規格に応じた通信制御を行なう。また、ＩＦ２３は、アナログモデムや、ＴＡ（ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｄａｐｔｅｒ）及びＤＳＵ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｕｎｉｔ）、ＡＤＳＬ（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ）モデム等の電話回線を通じて、ネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、Ｘ線診断装置１０は、ネットワークＮ網に接続することができる。

続いて、本実施形態のＸ線透過像表示システム１を用いた患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透過像の表示方法の第１例について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４に示すフローチャートは、Ｘ線照射条件をＸ線透視条件として、Ｘ線透視像を生成して表示する作用を例にとって説明するが、Ｘ線照射条件をＸ線撮影条件として、Ｘ線撮影像を生成して表示する場合の作用も同様に行なわれるものとする。

検査技師等のオペレータは、天板１４上に患者Ｐのない状態で操作部２１を用いて、均一照射によるＸ線透視条件（管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野視野サイズ及びＳＩＤ）をシステム制御部２０に入力する（ステップＳ１）。システム制御部２０は、ステップＳ１によって入力されたＸ線透視条件に従って機構制御部１６を介して機構部１７を制御し、Ｃアーム１３及び天板１４を所定のポジションに移動させ、また、天板１４を移動させながら、透視用Ｘ線による均一照射（一様照射）を開始して（ステップＳ２）、均一照射によるＸ線透視像の生データを収集する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３では、平面検出器１２ａから出力される均一照射によるＸ線透視像の生データに対してＮＤＤ法を用いて変換した表面線量データを収集してもよい。

ステップＳ３によって収集されたＸ線透視像の生データ又は表面線量データを基に、ゴースト補正係数を生成するための原データとしての原ゴースト補正係数を生成する（ステップＳ４）。均一照射によるＸ線透視像の生データ又は表面線量データは検出面の位置によらず均一の分布となるが、ゴーストが発生する場合均一の分布とはならない。しかも、ゴーストが発生する場合、Ｘ線透過条件及びＸ線照射開始からの経過時間によって均一照射によるＸ線透視像の生データ又は表面線量データの分布が変化する。よって、均一照射による生データ又は表面線量データが検出面の位置によらず均一の値となるように、ステップＳ４では、Ｘ線透過条件毎に補正する係数である原ゴースト補正係数を生成する。

ここで、ゴースト補正係数制御部１２ｃには、平面検出器１２ａから出力される均一照射によるＸ線透視像の生データ又は表面線量データと、システム制御部２０から出力されるＸ線透視条件とが入力される。平面検出器１２ａから出力される均一照射によるＸ線透視像の生データ又は表面線量データを基に生成する画像データは、小さなＸ線照射野視野サイズで長時間Ｘ線照射を受けた部分の感度が落ちるため画素値が低く、絞りで遮蔽されている領域では感度が落ちていないために同じ線量でも画素値が高くなる。よって、均一照射によるＸ線透視像上には固体検出器特有のゴーストが現れることになる。よって、Ｘ線透視像上に現れるゴーストを回避すべく、ゴースト補正制御部１２ｃは、必要に応じて、システム制御部２０から出力されるＸ線照射野視野サイズによって正規化（ノーマライズ）することによって、ステップＳ４によって生成された原ゴースト補正係数を修正する（ステップＳ５）。ステップＳ５による原ゴースト補正係数の修正によって、Ｘ線照射野絞り１１ｂの辺縁の精度が向上する。

例えば、ゴースト補正制御部１２ｃは、次の式に示すように、ゴーストのない補正対象位置の均一照射によるＸ線透視像の生データ又は表面線量データの平均値（Ａｖｅｒａｇｅ）を求め、それに対するゲイン（Ｇａｉｎ）を計算することで求めることができる。

すなわち、補正結果が目標の均一照射パターンの偏差に変動がないことは、診断する側にとってみると、目の疲れがなく、ゴーストにだまされることなく、正確に判断しやすいＸ線透視像が提供されることで、結果的に不必要な透視用Ｘ線の照射を未然に防止できる。

さらに、Ｘ線透視像上に現れるゴーストを回避すべく、ゴースト補正制御部１２ｃは、必要に応じて、カレントのＸ線照射野視野サイズに応じてリサイズを行なうことで、ステップＳ４によって生成された原ゴースト補正係数、又は、ステップＳ５によって修正後の原ゴースト補正係数を修正する（ステップＳ６）。

図５は、リサイズの方法の一例であるＢｉｌｉｎｅａｒ法を説明するための図である。なお、リサイズ方法の他の例としては、スプライン関数を用いた方法等が挙げられる。

Ｘ線照射野絞り１１ｂの標準サイズで採取したゴースト補正係数の対象とする近傍４点をＰ_０、Ｐ_１、Ｐ_２及びＰ_３とする。便宜的にＰ_０ ｐｉｘｅｌを座標（０，０）と、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３をそれぞれ座標（１，０）、（０，１）、（１，１）とする。求める点ＰはＸ_ＲとＹ_Ｒから有効桁数を４ビットで表現すると、次の式のようになる。

また、Ｂｉｌｉｎｅａｒ補間法は、次の式で表現できる。

４点の座標を式（１）に適用すると、次の式のようになる。

また、式（２−１）乃至式（２−４）から、次の式が導かれる。

したがって、（３−１）乃至（３−４）を用いると、式（１）は次のようになる。

また、Ｘ線透過像の画像データ上に現れるゴーストは平面検出器特有のものであり、時間の経過とともに減衰（回復）する。よって、Ｘ線透視像上に現れるゴーストを回避すべく、ゴースト補正制御部１２ｃは、ステップＳ４によって生成された原ゴースト補正係数、ステップＳ５によって修正後の原ゴースト補正係数、又は、ステップＳ６によって修正後のゴースト補正係数に対してＸ線照射開始からの経過時間を加味した修正を行ない、ゴースト補正係数を生成する（ステップＳ７）。なお、Ｘ線透過像の画像データ上に現れるゴーストの減衰の度合いは、例えばＸ線診断装置１０の据付・調整時にゴースト減衰曲線として求めておくことができる。

ステップＳ７によって生成されたゴースト補正係数は、ゴースト補正係数記憶回路１２ｄに記憶される（ステップＳ８）。

次いで、ステップＳ１によって入力されたＸ線透視条件で患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透視を行なうか否かを判断する（ステップＳ９）。ステップＳ９の判断にてＹＥＳ、すなわち、ステップＳ１によって入力されたＸ線透視条件で患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透視を行なうと判断された場合、患者Ｐの検査対象部位に対して透視用Ｘ線が照射されて患者Ｐの検査が開始され、患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透視像の生データ又は表面線量データを収集する。

次いで、患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透視像の生データ又は表面線量データに対して、ステップＳ７によって生成された最新のゴースト補正係数による補正を行なう（ステップＳ１１）。なお、ステップＳ１によって入力されたＳＩＤに従って、Ｘ線照射野視野サイズの外側の位置に相当する画像データにはゴースト補正係数による補正を行なわないものとする。

次いで、画像データ生成部１２ｂは、ステップＳ１１によって補正された補正データを基に、患者Ｐの検査対象部位に関する補正画像データを生成する。患者Ｐの検査対象部位に関する補正画像データは画像演算・記憶回路１８に送られ、画像演算・記憶回路１８の画像演算回路１８ｂによって適宜画像処理が施される。画像演算・記憶回路１８によって画像処理された患者Ｐの検査対象部位に関する補正画像データは表示部１９に送られ、表示部１９のモニタ１９ｄに表示される（ステップＳ１２）。

ここで、患者Ｐの検査対象部位に関する補正画像データ上のブロック（所要範囲）毎に算出される標準偏差が閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。補正画像データの均一照射パターンに対してわずかでも補正画像データ上にゴーストが残存する場合、ブロック毎に算出される標準偏差によってさらにゴースト補正の微調整が必要かどうかを判断する。ステップＳ１３の判断にてＹＥＳ、すなわち、患者Ｐの検査対象部位に関する補正画像データ上のブロック毎に算出される標準偏差が閾値未満であると判断された場合、次のタイミングで生成された患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透視像の生データ又は表面線量データに対して、ステップＳ７によって生成された最新のゴースト補正係数による補正を行なう（ステップＳ１１）。

一方、ステップＳ１３の判断によってＮＯ、すなわち、患者Ｐの検査対象部位に関する補正画像データ上のブロック毎に算出される標準偏差が閾値以上であると判断された場合、ゴースト補正係数の微調整が必要となる。その場合、オペレータは操作部２１を用いて手動で、標準偏差が閾値以上のブロックに該当するゴースト補正係数の強度を全体的に（該当する補正対象位置群を一体として）又は部分的に（該当する補正対象位置を個々に）調整して、ステップＳ６に戻り、新たにゴースト補正係数の生成、記憶を行なう。

一方、ステップＳ９の判断にてＮＯ、すなわち、ステップＳ１によって入力されたＸ線透視条件で患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透視を行なわないと判断された場合、Ｘ線診断装置１０の動作を終了する。

したがって、本実施形態のＸ線透過像表示システム１では、オペレータが検査中の任意のタイミングでゴースト補正係数による補正効果を確認できることを特長とし、それにより診断能を高める。

続いて、本実施形態のＸ線透過像表示システム１を用いた患者Ｐの検査対象部位に関するＸ線透過像の表示方法の第２例について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示すフローチャートは、Ｘ線照射条件をＸ線透視条件として、Ｘ線透視像を生成して表示する作用を例にとって説明するが、Ｘ線照射条件をＸ線撮影条件として、Ｘ線撮影像を生成して表示する場合の作用も同様に行なわれるものとする。

オペレータは操作部２１を用いて、患者ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を直接入力したり、図示しない磁気カード、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード及びバーコード等を介して入力したりする。よって、システム制御部２０は、ネットワークＮ上のサーバ（図示しない）の記憶回路に既に保存されている患者情報やこの患者情報に対応したＸ線透視条件（管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野視野サイズ及びＳＩＤ）の中から、患者ＩＤに対応した患者情報及びＸ線透視条件を受信し、例えば、操作部２１の表示パネルに表示する。

オペレータは、患者Ｐを天板１４上に載置する。オペレータは、必要に応じて、患者Ｐの血管にヨード等の造影剤を注入するか、経口的にバリウム等の造影剤を投与する。

オペレータは操作部２１を用いて、操作部２１の表示パネルに表示された患者情報及びＸ線透視条件に対して必要があれば変更を行ない、患者Ｐの検査対象部位のＸ線透視条件を設定する（ステップＳ２１）。システム制御部２０は、ステップＳ２１によって設定されたＸ線透視条件に従って機構制御部１６を介して機構部１７を制御し、Ｃアーム１３及び天板１４を所定のポジションに移動させ、また、天板１４を移動させながら、透視用Ｘ線の照射を開始して、検査対象部位に関するＸ線透視像の生データを収集する（ステップＳ２２）。なお、ステップＳ２２では、平面検出器１２ａから出力される検査対象部位に関するＸ線透視像の生データに対してＮＤＤ法を用いて変換した表面線量データを収集してもよい。

次いで、ゴースト補正制御部１２ｃは、検査対象部位に関するＸ線透視像の生データ又は表面線量データに対して、ステップＳ１１によって記憶されたゴースト補正係数による補正を行なう（ステップＳ２３）。ステップＳ２３では、予めゴースト補正係数記憶回路１２ｄに記憶された複数のゴースト補正係数から、患者Ｐの検査対象部位の検査時におけるＸ線照射条件とＸ線照射開始からの経過時間とに対応する所要のゴースト補正係数を取得する。そして、ゴースト補正制御部１２ｃは、検査対象部位に関するＸ線透視像の生データ又は表面線量データを、所要のゴースト補正係数にて補正する。なお、ステップＳ８によってゴースト補正係数と検査対象部位とを対応させてゴースト補正係数記憶回路１２ｄに適宜記憶させることで、ステップＳ２３では、検査対象部位毎に最新のゴースト補正係数を取得することができる。なお、ステップＳ２１によって設定されたＸ線照射野絞り情報としてのＳＩＤに従って、Ｘ線照射領域の外側の位置に相当する画像データにはゴースト補正係数による補正を行なわず黒化処理するものとする。

次いで、画像データ生成部１２ｂは、ステップＳ２３によって補正された補正量データを基に、検査対象部位に関するＸ線透視像の補正画像データを生成する。検査対象部位に関する補正画像データは画像演算・記憶回路１８に送られ、画像演算・記憶回路１８の画像演算回路１８ｂによって適宜画像処理が施される。画像演算・記憶回路１８によって画像処理された検査対象部位に関する補正画像データは表示部１９に送られ、表示部１９のモニタ１９ｄに表示される（ステップＳ２４）。

なお、ステップＳ１２及びＳ２４によってＸ線透過像の画像データが表示される画面では、ゴースト補正を行なった場合の補正画像データと、ゴースト補正を行なわない場合の画像データとをワンタッチで切替え表示する、又は、並べて表示してもよい。

また、ステップＳ１１及びＳ２３によって補正後の補正画像データは、ＩＦ２２を介して外部のハードディスクやＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）又はＭＯ（光磁気ディスク）等の記録媒体Ｍｅに記録される。さらに、ステップＳ１１及びＳ２３によって補正後の補正画像データはネットワークＮを介して送信され、ネットワークＮ上のレーザイメージャ（図示しない）等によりフィルム上に出力される一方、患者Ｐの被曝に関する情報等はネットワークＮを介してネットワークＮ上のサーバ（図示しない）等に送信される。また、ステップＳ１１及びＳ２３によって補正後の補正画像データやゴースト補正係数はネットワークＮを介して院内外のデータ記録システム（図示しない）によって保管され、さらには、院内外の観察システムに転送・表示されて医師による診断に用いられる。

図７は、ポストプロセス処理における補正を説明するための図である。なお、ポストプロセス処理は、Ｘ線診断装置１０で行なう場合を示すがその場合に限定されず、例えば、ネットワークＮ上のサーバ及びビューア（図示しない）で行なってもよい。

所望のＸ線透過像におけるＸ線照射開始からの経過時間を検索キーとして、ゴースト補正係数のデータベースからＸ線照射開始からの経過時間が最も近いゴースト補正係数を取得する。そられＸ線照射開始からの経過時間の差をキーとしてゴースト減衰曲線データベースを検索する。こうして、ゴースト補正係数の経過時間による再評価を行なって求めたゴースト補正係数“Ｇｔ´”と、Ｐａｒｔｉａｌ補正係数“Ｇｔ´´”とを基に、補正画像データを生成する。生成された補正画像データをデータベースとすると共に、原画像データとして一般的なＸ線画像処理を施した後、表示部１９のモニタ１９ｄに表示する。さらに、モニタ１９ｄに表示された補正画像データに対して、関心領域（ＲＯＩ）内部のゴースト補正係数の強度を操作部２１より指示することでゴースト補正係数を変更し、より診断し易い画像データを補正画像データとして提供することもできる。また、アンドゥ（ＵＮＤＯ）機能により、過補正を一つ前の補正状態に戻すことも、表示されたＸ線透過像の補正画像データを観察しながらインタラクティブに行なうことができる。

本実施形態のＸ線透過像表示システム１によると、Ｘ線診断装置１０のモニタ１９ｄに表示される画像データ上に現れるゴーストを回避することで、診断し易いＸ線透過像を表示することができる。

図８は、本発明に係るＸ線透過像表示システムを構成するＸ線診断装置の第２実施形態を示すブロック図である。

図８は、本実施形態のＸ線透過像表示システム１Ａを示し、Ｘ線透過像表示システム１Ａは、第１実施形態のＸ線透過像表示システム１を構成するＸ線診断装置１０と、ポストプロセス処理を行なうサーバ（画像管理サーバ）３０及びビューア３１−１，…３１−Ｎとから構成される。サーバ３０及びビューア３１−１は、コンピュータをベースとして構成される。

サーバ３０は、ネットワークＮを介してＸ線診断装置１０と通信可能に接続されている。サーバ３０は、操作部４１、制御部４２、画像データ記憶部４３、表示部４４、ゴースト補正係数記憶部４５、付帯情報記憶部４６、ＤＩＣＯＭ（ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ）ファイル生成部４７、表示用アプリケーション記憶部４８及びＩＦ４９を備える。

操作部４１は、図１に示す操作部２１と同じように、表示パネル、キーボード、各種スイッチ、キーパッドスイッチ及びマウス等を備えたインタラクティブ（双方向）に通信可能なインターフェイスである。

制御部４２は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備える。制御部４２は、操作部４１から入力されるオペレータの指示に従って、サーバ３０の全体の制御を行なう。

画像データ記憶部４３は、Ｘ線診断装置１０から送られるＸ線透過像の画像データや補正画像データを記憶する。

表示部４４は、図１に示す表示部１９と同じ構成とし、画像データ記憶部４３によって記憶されたＸ線透過像の画像データや補正画像データを表示する。

ゴースト補正係数記憶部４５は、Ｘ線診断装置１０から画像データや補正画像データと共に送られたゴースト補正係数を記憶する。

付帯情報記憶部４６は、患者Ｐの患者情報等の情報を記憶する。

ＤＩＣＯＭファイル生成部４７は、Ｘ線診断装置１０から送られるＸ線透過像の画像データや補正画像データに、ゴースト補正係数記憶部４５に記憶されたゴースト補正係数や、付帯情報記憶部４６に記憶された付帯情報を付帯させ、ＤＩＣＯＭファイルを生成する。ＤＩＣＯＭファイルとは、ＤＩＣＯＭ規格に従って生成されたファイルである。ＤＩＣＯＭ規格とは、医用情報を共通化するために米国で標準化された規格である。

表示用アプリケーション記憶部４８は、画像データや補正画像データを表示部４４に表示させるための表示用アプリケーションプログラムや画像データや補正画像データをサーバ３１に表示させるため表示用アプリケーションプログラムを記憶する。また、表示用アプリケーション記憶部４８に記憶された表示用アプリケーションプログラムは、制御部４２の制御部４２のＣＰＵによって実行される。

ＩＦ４９は、図１に示すＩＦ２３と同じように、各規格に応じた通信制御を行なう。

ビューア３１−１は、ネットワークＮを介してサーバ３０と通信可能に接続されている。ビューア３１−１は、ＩＦ５１、操作部５２、制御部５３、表示部５４及び記憶部５５を備える。

ＩＦ５１は、図１に示すＩＦ２３と同じように、各規格に応じた通信制御を行なう。

操作部５２は、図１に示す操作部２１と同じように、表示パネル、キーボード、各種スイッチ、キーパッドスイッチ及びマウス等を備えたインタラクティブ（双方向）に通信可能なインターフェイスである。

制御部５３は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備える。制御部５３は、操作部５２から入力されるオペレータの指示に従って、ビューア３１−１の全体の制御を行なう。

表示部５４は、図１に示す表示部１９と同じ構成とし、記憶部５５によって記憶されたＤＩＣＯＭファイルやサーバ３０によって提供されたＤＩＣＯＭファイルを、Ｘ線透過像の画像データや補正画像データとして表示する。

記憶部５５は、サーバ３０によって提供されたＤＩＣＯＭファイルを記憶する。

Ｘ線診断装置１０を用いた患者Ｐの検査終了時に、画像データや補正画像データは表示部１９（図１に示す）に表示される他、ネットワークＮを介してゴースト補正係数と共にサーバ３０に転送される。

一方、サーバ３０は、画像データ及び補正画像データと、付帯情報である各種医用情報とを分けて管理する。また、サーバ３０は、画像データ及び補正画像データに付帯情報を付帯させたＤＩＣＯＭファイルを、ビューア３１−１の必要に応じて、ネットワークＮを介してビューア３１−１に提供する。ビューア３１−１では、表示部５４にＤＩＣＯＭファイルを表示する際に、画像データや補正画像データを表示することができ、診断者は表示された補正画像データによる診断を行なうことができる。なお、診断者が操作部５２を用いて患者Ｐの過去の検査に関する各種データをサーバ３０から呼び出して表示する際にも、サーバ３０は、Ｘ線診断装置１０から画像データと共に送られるゴースト補正係数によって画像データを補正して、補正画像データをビューア３１に表示させることも可能である。

本実施形態のＸ線透過像表示システム１Ａによると、ビューア３１の表示部５４に表示される画像データ上に現れるゴーストを回避することで、診断し易いＸ線透過像を表示することができる。

本発明に係るＸ線透過像表示システムの第１実施形態を示すブロック図。 Ｘ線照射条件の組み合わせ毎の、Ｘ線照射開始からの経過時間毎に予め設定されたゴースト補正係数を説明するための図。 本実施形態のＸ線透過像表示システムを構成するＸ線診断装置の撮影系を頭部側から見た外観図。 第１実施形態のＸ線透過像表示システムを用いた患者の検査対象部位に関するＸ線透過像の表示方法の第１例を示すフローチャート。 ゴースト補正係数のリサイズの方法の一例であるＢｉｌｉｎｅａｒ法を説明するための図。 第１実施形態のＸ線透過像表示システムを用いた患者の検査対象部位に関するＸ線透過像の表示方法の第２例を示すフローチャート。 ポストプロセス処理における補正を説明するための図。 本発明に係るＸ線透過像表示システムの第２実施形態を示すブロック図。

符号の説明

１，１Ａ Ｘ線透過像表示システム
１０ Ｘ線診断装置
１１ Ｘ線発生部
１２ Ｘ線検出部
１３ Ｃアーム
１４ 天板
１５ 高電圧発生部
１６ 機構制御部
１７ 機構部
１８ 画像演算・記憶回路
１９ 表示部
２０ システム制御部
２１ 操作部
３０ サーバ
３１ ビューア

Claims (10)

1. Ｘ線照射条件を設定して被検体の検査対象部位に関するデータを収集して、そのデータを基にＸ線透過像の画像データを生成して表示するＸ線透過像表示システムにおいて、
   前記Ｘ線照射条件毎にゴーストのある均一照射によるデータを基にゴースト補正係数を求めると共に、前記ゴースト補正係数から、前記検査対象部位に関するデータを収集する際のＸ線照射条件と、Ｘ線照射開始からＸ線照射終了までの間における前記Ｘ線照射開始からの経過時間とに対応する所要のゴースト補正係数を取得して、前記検査対象部位に関するデータを前記所要のゴースト補正係数にて補正して、補正画像データを生成する補正部と、
   前記補正画像データを表示する表示部と、を有することを特徴とするＸ線透過像表示システム。
2. 前記Ｘ線照射条件を、管電圧／管電流、撮影方向、Ｘ線照射野視野サイズ及びＸ線管焦点−Ｘ線検出器間距離のうち少なくとも１つとすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
3. 前記Ｘ線透過像をＸ線透視像又はＸ線撮影像とすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
4. 前記補正部は、前記均一照射によるデータを収集した際のＸ線照射野視野サイズを所定のＸ線照射野視野サイズにリサイズすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
5. 前記補正画像データを基に、前記所要のゴースト補正係数の強度を全体的に変更する操作部を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
6. 前記補正画像データを基に、前記ゴースト補正係数の強度を部分的に変更する操作部を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
7. 前記補正部が前記補正画像データを生成しない場合、ポストプロセスにより、前記ゴースト補正係数から前記所要のゴースト補正係数を取得することを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
8. 前記補正部は、Ｘ線照射野絞り情報に従って、Ｘ線照射領域の外側の位置に相当する画像データを補正しないことを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
9. 前記ゴースト補正係数と前記検査対象部位とを対応させて記憶し、前記検査対象部位毎に最新のゴースト補正係数を取得することを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。
10. 前記補正画像データと、前記画像データとをワンタッチで切替え表示する、又は、並べて表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線透過像表示システム。

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