JP5141832B2 - 放射線断層撮影装置 - Google Patents
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Description
すなわち、従来構成の放射線撮影装置51は、透視画像に写り込んだコリメータ53aの影が断層画像の取得に悪影響を与えてしまう。コリメータ53aを調節して、FPD54に向けて出射される放射線ビームBの幅を狭めると、それに応じてFPD54における放射線が入射する範囲は狭くなり、図17に示すように、FPD54の周縁部には放射線は入射しなくなる。
すなわち、本発明に係る放射線断層撮影装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、放射線源から照射される放射線をコリメートするコリメータと、被検体に照射された放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段とに挟まれる位置に配置される被検体を載置する天板と、放射線源と放射線検出手段とを天板に沿った移動方向に同期的かつ互いに反対方向に移動させる移動手段と、移動手段を制御する移動制御手段と、放射線検出手段が出力する検出信号を基に透視画像を生成する画像生成手段と、透視画像におけるコリメータの影が写り込んでいる影領域とコリメータの影が写り込んでいない非影領域との境界の位置を透視画像から特定する境界特定手段と、境界の位置を参照して透視画像における影領域を非影領域、または影領域の画素値よりも非影領域の画素値に近い画素値を示す補完値を用いて補完して補完画像を生成する画像補完手段と、放射線源と、放射線検出手段とが移動されながら連写された一連の透視画像から生成された一連の補完画像を重ね合わせて断層画像を生成する重ね合わせ手段とを備えることを特徴とするものである。
C 補完画像
cp プロファイル
D 断層画像
F 微分フィルタ(画像フィルタ)
J 判定用領域
P X線透視画像(透視画像)
R1 影領域
R2 非影領域
t 短冊状領域
3 X線管(放射線源)
3a コリメータ
4 FPD(放射線検出手段)
7 同期移動機構(移動手段)
8 同期移動制御部(移動制御手段)
11 画像生成部(画像生成手段)
12 境界特定部(境界特定手段)
13 画像補完部(画像補完手段)
14 重ね合わせ部(重ね合わせ手段)
まず、境界特定部12は、X線透視画像Pを画像生成部11より取得し、境界bを発見するための判定に用いる領域を設定する。図10は、境界特定部12が設定した判定用領域Jを示している。判定用領域Jは、X線透視画像Pの縦方向(移動方向)に沿って縦長の領域であり、X線透視画像Pの縦方向の両端を含んでいる。また、判定用領域Jは、X線透視画像Pの横方向(撮像系3,4の移動方向に直交する直交方向)に例えば64〜128画素分の幅を有しており、X線透視画像Pの横方向の中央に位置している。
次に、境界特定部12は、判定用領域Jを基にプロファイルcpを取得する。図11は、そのときの境界特定部12の動作を示している。境界特定部12は、判定用領域Jの横方向(直交方向)に配列した画素の画素値を平均して、平均値を算出する。境界特定部12は、このような平均値を判定用領域Jの縦方向(移動方向)に次々と算出することで平均値が縦方向に配列したプロファイルcpを生成する。このプロファイルcpは、平均値が1列に配列した1次元データである。
そして、境界特定部12は、プロファイルcpにフィルタ処理を行う。具体的には、9行1列の行列で規定される微分フィルタFをプロファイルcpの一部の範囲について作用させ、これを繰り返すことでプロファイルcpの全域について微分値の算出を行う。この様にすれば、微分フィルタFを判定用領域Jの全域について簡単に作用させることができる。この具体的な様子は図12に示されており、境界特定部12は、まず始めにプロファイルcpの1端部における9画素分の幅を有する位置Gについて微分フィルタFを作用させ[図12(a)参照]、それから、微分フィルタFの作用させる位置Gをプロファイルcpの1画素ずつずらしながら他端側に移動させ、次々とプロファイルcpの微分値を取得する[図12(b)参照]。この様に次々と微分値を求めていくと、やがて微分フィルタFを用いたフィルタ処理は、コリメータ3aのリーフ3bの影が写り込んだ暗い部分と、被検体Mが写り込んだ明るい部分の境目に到達する[図12(c)]。すると、フィルタ処理当初から0に近い値をとり続けていた微分値は、この部分で極端な値をとることになる。微分フィルタFは、本発明の画像フィルタに相当する。
図13は、プロファイルcpと微分値との相関を表している。微分値は、プロファイルcpの影領域R1に由来する部分と、非影領域R2に由来する部分との間で、極端に高い値をとなっている。境界特定部12は、記憶部23に記憶されている閾値を読み出して、この微分値のピークの絶対値が閾値以上となっている場合、この微分値のピークを影領域R1と非影領域R2との境界bであると特定し、境界bの位置データを画像補完部13に送出する。これをもって、境界特定部12の動作は終了となる。以上のように、境界特定部12は、X線透視画像PにおけるX線透視画像Pの移動方向の端部(上端部、下端部)のそれぞれに表れる境界bの位置を特定する。
次に、X線撮影装置1の動作について説明する。実施例1に係るX線撮影装置1を用いて断層画像Dを取得するには、まず天板2に被検体Mが載置される。そして術者が操作卓26を通じて、X線透視画像Pの取得の指示を行うと、同期移動制御部8は、X線管3,およびFPD4を所定の初期位置までに移動させる。このときの撮像系3,4は、図1の実線に示すような配置となっている。すなわち、初期位置におけるX線管3は、体軸方向A(天板2の長手方向)の前段に位置し、FPD4は、体軸方向Aの後段に位置している。このときX線管3は、初期角度−20度まで傾斜されている。
Claims (8)
- 被検体に放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源から照射される放射線をコリメートするコリメータと、
被検体に照射された放射線を検出する放射線検出手段と、
前記放射線源と前記放射線検出手段とに挟まれる位置に配置される被検体を載置する天板と、
前記放射線源と前記放射線検出手段とを前記天板に沿った移動方向に同期的かつ互いに反対方向に移動させる移動手段と、
前記移動手段を制御する移動制御手段と、
前記放射線検出手段が出力する検出信号を基に透視画像を生成する画像生成手段と、
透視画像における前記コリメータの影が写り込んでいる影領域と前記コリメータの影が写り込んでいない非影領域との境界の位置を透視画像から特定する境界特定手段と、
前記境界の位置を参照して透視画像における前記影領域を前記非影領域、または前記影領域の画素値よりも前記非影領域の画素値に近い画素値を示す補完値を用いて補完して補完画像を生成する画像補完手段と、
前記放射線源と、前記放射線検出手段とが移動されながら連写された一連の透視画像から生成された一連の前記補完画像を重ね合わせて断層画像を生成する重ね合わせ手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 請求項1に記載の放射線断層撮影装置において、
前記境界特定手段は、透視画像における移動方向と直交する直交方向に伸びるとともに透視画像の移動方向の端部に表れる前記境界の位置を特定し、
前記画像補完手段は、透視画像の前記非影領域に属するとともに直交方向に横長の短冊状領域を取得し、前記短冊状領域を透視画像の前記影領域に移動方向に配列することで前記補完画像を生成することを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 請求項2に記載の放射線断層撮影装置において、
前記境界特定手段は、透視画像における移動方向に縦長の判定用領域の一部の範囲について作用する画像フィルタを透視画像における移動方向に移動させながら次々と作用させることにより前記境界を特定することを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 請求項3に記載の放射線断層撮影装置において、
前記境界特定手段は、前記判定用領域における移動方向の1端部から前記判定用領域の中央部側に向けて前記画像フィルタを次々と作用させることを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 請求項4に記載の放射線断層撮影装置において、
前記境界特定手段は、前記判定用領域における移動方向の1端部について前記境界を特定し終えると、今度は前記判定用領域における移動方向の他端部から前記判定用領域の中央部側に向けて前記画像フィルタを次々と作用させ前記判定用領域における移動方向の他端部について前記境界を特定し、
前記画像補完手段は、特定された2つの前記境界の位置を参照し、透視画像における2カ所の前記影領域をそれぞれ補完することを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 請求項3ないし請求項5のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記境界特定手段が用いる前記画像フィルタは、m行n列の行列を用いた微分フィルタであることを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 請求項6に記載の放射線断層撮影装置において、
前記微分フィルタの行が並んでいる方向は透視画像における移動方向であり、
前記画像補完手段は、透視画像の前記非影領域において前記境界からm画素だけ離れた位置から前記短冊状領域を取得することを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 請求項3ないし請求項7のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記境界特定手段は、前記直交方向に幅を有する前記判定用領域を直交方向に平均して、直交方向の画素の幅が1画素分となっているプロファイルを生成し、前記画像フィルタは、この前記プロファイルに作用することを特徴とする放射線断層撮影装置。
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