JP5279059B2 - Ｘ線画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、サチレーション領域のX線絞り挿入位置を検出することが可能なX線画像診断装置に関する。

従来のX線画像診断装置は、被写体にX線を照射するX線源と、被写体を透過したX線情報を画像データとして出力するX線平面検出器と、X線平面検出器より出力された画像データを表示するモニタと、を有している。X線平面検出器から出力される画像データは、診断に適した画像表示となるように、例えば表示階調変換やエッジ強調フィルタリングといった画像処理が施された後にモニタに表示されている。ここで、モニタへ表示するための画像処理を施す対象領域として、例えばX線絞りなどといった診断に関係の無い領域を除いたX線照射野領域を対象として処理が行なわれている。そのため、最適な画像処理を行なうためには画像内に挿入されているX線絞り位置を正確に把握する必要がある。

X線平面検出器より得られる画像データからX線絞りの挿入位置を求める手法としては、例えば、特許文献1において、被写体を透過した放射線の強度分布を画像データに変換する2次元検出部と、前記2次元検出部により得られた前記画像データから放射線照射野領域を認識する照射野領域認識手段と、前記照射野認識手段により得られた前記放射線照射野領域の画像データから放射線露出制御のための関心領域を認識する関心領域認識手段と、前記関心領域認識手段により得られた前記関心領域の画像データから放射線露出制御のためのパラメータを決定するパラメータ決定手段と、前記パラメータ決定手段により決定されたパラメータを、X線発生装置を制御する制御部に伝達するパラメータ伝達手段と、を有することを特徴とする放射線撮影装置が開示されている。
特開2003-250789号公報

しかしながら、上記従来の技術では、例えば腰椎側面撮影など、被写体厚が厚い検査対象部位においては、撮影画像データにおける被写体領域を最適な濃度とするため他の検査対象部位と比較して高い照射X線条件で撮影しなければならず、それに伴い、被写体以外の領域においてX線平面検出器へ直接入射されるX線量が過大となり、検出すべきX線絞りのエッジ部分が出力信号の飽和(サチレーション)によって検出不可能となり、最適な画像処理を行うためのX線照射野領域が特定できないという問題を生じていた。

本発明の目的は、サチレーション領域のX線絞り挿入位置を検出することが可能なX線画像診断装置を提供することにある。

上記目標を達成するため、本発明によるX線画像診断装置は、被写体にX線を照射するX線源と、このX線源と対向配置され、前記被写体を透過したX線情報を画像データとして出力するX線平面検出器と、前記X線平面検出器より出力された前記画像データに画像処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段より出力される画像データを表示する表示手段と、からなるX線画像診断装置において、前記X線平面検出器に対しX線を照射した際に、前記X線平面検出器より出力される前記画像データよりX線絞り挿入位置を検出するX線絞り挿入位置検出手段と、前記X線平面検出器より出力される前記画像データ内のサチレーション領域を検出する飽和領域検出手段と、前記飽和領域検出手段によって検出されたサチレーション領域において、前記X線平面検出器に対しX線を照射し該照射を終了した後に得られる残像データを出力するよう制御する残像画像読出制御手段と、前記残像画像読出制御手段によって読み出された前記残像データを記憶する残像データ記憶手段と、前記残像データ記憶手段に記憶されている前記残像データの画像プロファイルより前記X線絞り挿入位置を検出する残像画像X線絞り挿入位置検出手段と、前記X線絞り挿入位置検出手段及び前記残像画像X線絞り挿入位置検出手段によって各々検出された前記X線絞り挿入位置を合成し前記X線平面検出器より出力される画像データのX線絞り挿入位置情報として記憶されるX線絞り挿入位置記憶手段と、を備えたことにある。

本発明は、サチレーション領域のX線絞り挿入位置を検出することが可能なX線画像診断装置を提供するという効果を奏する。

本発明のX線画像診断装置の実施の形態について、以下図面を用いて説明する。
図1は、本発明のX線画像診断装置の実施の形態の構成例を示す模式図である。

本発明の実施の形態のX線画像診断装置は、被写体1にX線を照射するX線源2と、前記被写体1を透過したX線情報を画像データとして出力するX線平面検出器3と、前記X線平面検出器3より出力された前記画像データに画像処理を施す画像処理部4と、前記画像処理部4より出力される画像データを表示する表示部5と、前記X線平面検出器3より出力される前記画像データよりX線絞り挿入位置を検出するX線絞り挿入位置検出部6と、前記X線平面検出器3より出力される前記画像データ内のサチレーション領域を検出する飽和領域検出部7と、前記飽和領域検出部7によって前記画像データ内にサチレーション領域が存在する場合に前記X線平面検出器3に対しX線を照射しない残像データを出力するよう制御する残像画像読出制御部8と、前記残像画像読出制御部8によって読み出された前記残像データを記憶する残像データ記憶部9と、前記残像データ記憶部9に記憶されている前記残像データより前記X線絞り挿入位置を検出する残像画像X線絞り挿入位置検出部10と、前記X線絞り挿入位置検出部6及び前記残像画像X線絞り挿入位置検出部10によって各々検出された前記X線絞り挿入位置を合成し前記X線平面検出器3より出力される画像データの前記X線絞り挿入位置情報として記憶されるX線絞り挿入位置記憶部11とを有している。

次に、本発明のX線画像診断装置の動作について説明する。
X線源2より照射されたX線は、被写体1を透過した後、X線平面検出器3によって画像データとして出力される。X線平面検出器3より出力された画像データは、X線絞り挿入位置検出部6にて画像データ内にあるX線絞りの挿入位置が検出される。X線絞り挿入位置検出部6におけるX線絞りの挿入位置の検出は、一般的に知られている画像内のエッジ検出手法、例えば2次微分係数を用いたエッジ検出フィルタによって行なわれる。

図2は、X線絞り挿入位置検出部6におけるX線絞り挿入位置を検出するための模式図である。図2に示される矢印方向20〜23に従い順次2次微分演算を繰り返すことによって、図中破線で示されるX線絞りの各羽根の挿入位置を検出することが可能である。

この時、飽和領域検出部7は、X線平面検出器3より出力される画像データのサチレーション領域を予め設定されている閾値に基づいて検出するとともに、X線絞り挿入位置検出部6で検出されたX線絞り挿入位置と比較を行なう。なお、サチレーション領域を検出するための閾値は、X線平面検出器3の出力画像データのビット長に基づいて予め設定する。例えばX線平面検出器3から出力される画像データのビット長が14ビットデータの場合、16,384カウントを閾値として設定する。

図3は、飽和領域検出部7における、サチレーション領域とX線絞り挿入位置検出部6によって検出されたX線絞り挿入位置との比較の様子を示す模式図である。
例えば、X線絞り挿入位置検出部6によって検出された4枚の羽根を有するX線絞りの挿入位置が図3中30〜32で検出され、サチレーション領域が存在する位置のX線絞り挿入位置のみ検出されていない時、飽和領域検出部7は、残像画像読出制御部8に対し残像画像データを取得するように制御する。残像画像読出制御部8は、X線平面検出器3に対しX線が照射されない状態にて残像データの読み出しを制御し、読み出された残像データは残像データ記憶部9に記憶される。

X線平面検出器3は、通常、非常に強いX線が照射されると、その照射されたX線量に依存した残像成分が次の読出し画像データに重畳されることが知られている。

図4は、X線平面検出器3の残像成分の様子を示す測定データ(R. Weisfield et al.,High performance amorphous silicon image sensor for x-ray diagnostic medical imaging application, Proc. SPIE Medical Imaging 1999)である。残像成分は、図4に示すように、時間の経過とともに減少していくため、残像画像読出制御部8によって制御されて残像データを読み出す際にはサチレーション領域の信号レベルも低下しており、残像データ記憶部9に記憶されている残像データより残像画像X線絞り挿入位置検出部10により、X線絞り挿入位置を検出する。検出方法に関しては、X線絞り挿入位置検出部6による検出方法と同様な手法にてX線絞り挿入位置が検出される。

X線絞り挿入位置記憶部11は、X線絞り挿入位置検出部6、及び残像画像X線絞り挿入位置検出部10で、各々検出されたX線絞り挿入位置をまとめ、1つのX線絞り挿入位置情報として記憶する。画像処理部4では、X線絞り挿入位置記憶部11に記憶されているX線絞り挿入位置情報に基づいてX線平面検出器3より出力された画像データからX線絞り挿入位置を除いた領域を対象として各種画像処理を施し、表示部5に表示する。

なお、上記説明では、残像画像読出制御部8による残像データの読み出しを画像線量域を対象として例として述べたが、サチレーション領域のみを読み出すようにX線平面検出器3を制御してもよい。

図5は、残像画像読出制御部8により、X線平面検出器3より残像データの一部分のみを読み出すための制御を説明するための模式図である。飽和領域検出部7によってサチレーション領域Sが決定されると、残像検出領域読出制御部8は、サチレーション領域Sを囲む矩形領域のみを画像データとして読み出ようにX線平面検出器3を制御する。これによって、サチレーション領域のみを対象として残像データをX線平面検出器3より読み出すことができるため、残像データを読み出す時間の短縮が可能となる。ここで、サチレーション領域Sを囲む矩形領域として、図5では、例えばサチレーション領域Sの外接矩形領域を残像データを読み出す領域として設定しているが、これに限ることは無く、必要な矩形領域となるように予め設定しておけばよい。

図6は、残像検出領域読出制御部8によってX線平面検出器3より読み出された残像データを示す模式図である。図6中画像プロファイルは、残像データb−b'間のプロファイルを示している。図4に示される残像特性に従い、X線平面検出器3より読み出される残像データの各々の領域の値は、X線平面検出器3に入射されたX線量に依存するため、X線絞りと直接入射X線領域に輝度差ができ、残像画像X線絞り位置検出部10によるX線絞りの検出が容易となる。

図7は、腰椎側面撮影におけるX線絞りエッジ部分の画像プロファイルを示す模式図である。図7中の画像プロファイルは、画像データa−a'間のプロファイルを示している。図7にも示すように、X線平面検出器へ直接入射されるX線量が過大なため、出力信号の飽和がX線絞りのエッジ部分へも影響することがあり、十分な検出が行なえなかった。この技術課題が解決できる。

なお、上記説明では、画像データからX線絞り挿入位置を検出するX線絞り挿入位置検出部6と残像データからX線絞り挿入位置を検出する残像画像X線絞り挿入位置検出部10とを別々の構成としているが同一手段によってX線絞り挿入位置を検出する構成としてもよい。

本発明X線画像診断装置の構成例を示す模式図。 X線絞り挿入位置検出部6におけるX線絞り挿入位置を検出するための模式図。 飽和領域検出部7における、サチレーション領域とX線絞り挿入位置検出部6によって検出されたX線絞り検出位置との比較の様子を示す模式図。 X線平面検出器3の残像成分の様子を示す測定データ。 残像画像読出制御部8により、X線平面検出器3より残像データの一部分のみを読み出すための制御を説明するための模式図。 残像検出領域読出制御部8によってX線平面検出器3より読み出された残像データを示す模式図。 腰椎側面撮影におけるX線絞りエッジ部分の画像プロファイルを示す模式図。

符号の説明

１ 被写体、２ X線源、３ X線平面検出器、４ 画像処理部、５ 表示部、６ X線絞り挿入位置検出部、７ 飽和領域検出部、８ 残像画像読出制御部、９ 残像データ記憶部、１０ 残像画像X線絞り位置検出部、１１ X線絞り挿入位置記憶部

Claims (3)

1. 被写体にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源と対向配置され、前記被写体を透過したＸ線情報を画像データとして出力するＸ線平面検出器と、前記Ｘ線平面検出器より出力された前記画像データに画像処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段より出力される画像データを表示する表示手段と、からなるＸ線画像診断装置において、
   前記Ｘ線平面検出器に対しＸ線を照射した際に、前記Ｘ線平面検出器より出力される前記画像データよりＸ線絞り挿入位置を検出するＸ線絞り挿入位置検出手段と、前記Ｘ線平面検出器より出力される前記画像データ内のサチレーション領域を検出する飽和領域検出手段と、前記飽和領域検出手段によって検出されたサチレーション領域において、前記Ｘ線平面検出器に対しＸ線を照射し該照射を終了した後に得られる残像データを出力するよう制御する残像画像読出制御手段と、前記残像画像読出制御手段によって読み出された前記残像データを記憶する残像データ記憶手段と、前記残像データ記憶手段に記憶されている前記残像データの画像プロファイルより前記Ｘ線絞り挿入位置を検出する残像画像Ｘ線絞り挿入位置検出手段と、前記Ｘ線絞り挿入位置検出手段及び前記残像画像Ｘ線絞り挿入位置検出手段によって各々検出された前記Ｘ線絞り挿入位置を合成し前記Ｘ線平面検出器より出力される画像データのＸ線絞り挿入位置情報として記憶されるＸ線絞り挿入位置記憶手段と、を備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
2. 前記残像画像読出制御手段は、前記飽和領域検出手段によって前記画像データ内にサチレーション領域が存在しないと判断された場合には前記Ｘ線平面検出器から前記残像データの読み出しを行わないように前記Ｘ線平面検出器を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
3. 前記残像画像読出制御手段は、前記Ｘ線平面検出器より出力される前記画像データのサチレーション領域のみを読み出すように前記Ｘ線平面検出器を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。

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