JP5405285B2 - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Description

この発明は、被検体をＸ線で撮影して、その撮影で得られたＸ線画像に基づいて心臓の診断に用いる情報を生成するＸ線撮影装置に関する。

例えば心臓肥大や肥大型心筋症などの診断を行う場合に、被検体の胸部をＸ線で撮影し、その撮影で得られたＸ線画像を用いて、肺の幅と心臓の幅とを求め、それらの比（心胸郭比＝心臓幅／肺幅）（ＣＴＲ）を算出することが行われている。この心胸郭比（ＣＴＲ）は、心臓の拡大の程度を示している。

従来においては、Ｘ線撮影で得られた静止画像に表された心臓の陰影から、心胸郭比（ＣＴＲ）を求めていた。また、Ｘ線の静止画像に基づいて、心胸郭比（ＣＴＲ）を自動的に算出する方法が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２００２−１０９５５０号公報

しかしながら、Ｘ線の静止画像から心胸郭比（ＣＴＲ）を求める方法では、心臓の鼓動による動きが考慮に入れられていないため、Ｘ線撮影を行った時点における心胸郭比（ＣＴＲ）のみが算出される。そのため、心臓が収縮状態にあるときにＸ線撮影が行われて、収縮状態の心臓を表すＸ線画像が得られた場合には、収縮状態における心胸郭比（ＣＴＲ）が求められることになる。この場合、Ｘ線画像に表されている心臓は収縮状態にあるため、そのＸ線画像から求められた心胸郭比（ＣＴＲ）を用いて診断を行うと、心臓肥大などの症状を適切に診断できないおそれがあった。

この発明は上記の問題を解決するものであり、従来よりも心臓の診断に適した情報を提供することが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、Ｘ線を照射するＸ線発生手段と、被検体を間にして前記Ｘ線発生手段に対向する位置に配置され、前記Ｘ線発生手段から照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段によって検出されたＸ線に基づいてＸ線画像データを生成するＸ線画像生成手段と、前記Ｘ線発生手段に所定期間内に複数回、Ｘ線を照射させることで、前記Ｘ線画像生成手段に複数フレームのＸ線画像データを生成させる制御手段と、前記複数フレームのＸ線画像データのそれぞれに基づいて、フレームごとに前記被検体の肺幅と心臓幅との比である心胸郭比を前記フレームごとに求める画像処理手段と、前記心胸郭比の時間的変化を表す情報を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とするＸ線撮影装置である。

この発明によると、複数フレームのＸ線画像データを取得し、フレームごとに心胸郭比を求めることで、複数の時点における心胸郭比を提供することが可能となる。そのことにより、複数の時点における心胸郭比を比較しながら診断を行うことが可能となる。このように、この発明によると、従来よりも心臓の診断に適した情報を提供することが可能となる。

この発明の実施形態に係るＸ線撮影装置を示すブロック図である。 肺の輪郭を示す模式図である。 時間に対する心胸郭比（ＣＴＲ）の変化を示すグラフである。

この発明の実施形態に係るＸ線撮影装置について図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係るＸ線撮影装置を示すブロック図である。

この実施形態に係るＸ線撮影装置は、画像取得部１と、記憶部２と、被検体情報取得部３と、画像処理部４と、表示制御部５と、ユーザインターフェース（ＵＩ）６と、主制御部７と、高電圧制御部８とを備えている。

（画像取得部１）
画像取得部１は、高電圧発生部１１と、Ｘ線発生部１２と、立位撮影装置１３と、立位平面検出器１４と、臥位撮影装置１５と、臥位平面検出器１６と、Ｘ線画像生成部１７とを備えている。Ｘ線発生部１２は、Ｘ線を発生する図示しないＸ線管と、Ｘ線の照射野を成形する図示しないＸ線絞り器とを備えている。Ｘ線発生部１２には高電圧発生部１１が接続されている。高電圧発生部１１は高電圧制御部８の制御の下、Ｘ線発生部１２のＸ線管に管電圧を印加し、管電流を供給する。これによりＸ線発生部１２のＸ線管からＸ線が発生させられる。立位撮影装置１３には立位平面検出器１４が備えられ、臥位撮影装置１５には臥位平面検出器１６が備えられている。立位平面検出器１４と臥位平面検出器１６は、Ｘ線画像生成部１７に接続されている。立位平面検出器１４及び臥位平面検出器１６からの画像情報が、Ｘ線画像生成部１７に出力される。なお、図中の破線にて示された矢印は、曝射されるＸ線を模式的に表したものであり、立位撮影装置１３と臥位撮影装置１５とに対して操作者の指示により曝射を制御する。なお、Ｘ線発生部１２が、この発明の「Ｘ線発生手段」の１例に相当する。また、立位平面検出器１４又は臥位平面検出器１６が、この発明の「Ｘ線検出手段」の１例に相当する。

主制御部７は、ユーザインターフェース（ＵＩ）６に接続されている。操作者がユーザインターフェース６を用いてＸ線照射指示を与えると、そのＸ線照射指示はユーザインターフェース６から主制御部７に出力される。主制御部７は、Ｘ線照射指示に従って、Ｘ線発生トリガ信号を継続的に発生する。高電圧制御部８は、主制御部７からＸ線発生トリガ信号を受けている期間中、高電圧発生部１１からＸ線発生部１２のＸ線管に対してパルス状の管電圧を繰り返し印加するための制御信号を発生する。すなわち、高電圧制御部８は、Ｘ線発生トリガ信号を受けている期間中、Ｘ照射の時間間隔及びＸ線画像データの収集時間間隔を示す撮影レート（フレームレート）と管電圧値と管電流値とを含む制御信号を発生する。高電圧発生部１１は、高電圧制御部８から出力された制御信号が示す撮影レートに従って、管電圧をＸ線発生部１２のＸ線管に印加する。これにより、Ｘ線発生部１２は、撮影レートに従って一定の周期でＸ線を照射し、複数フレームのＸ線画像データが生成される。なお、操作者は操作部６２を用いて、撮影レート、管電圧値、及び管電流値を変更することができる。

主制御部７は、後述する心電計３１から出力された心電波形、又は、後述する呼吸検出器３２から出力された呼吸状態を示す信号に従って、Ｘ線発生部１２によるＸ線照射のタイミングを制御しても良い。

被検体を透過したＸ線は、立位平面検出器１４又は臥位平面検出器１６にて検出される。主制御部７は、Ｘ線の発生と同期して、立位平面検出器１４又は臥位平面検出器１６とＸ線画像生成部１７とを制御する。Ｘ線画像生成部１７は、Ｘ線発生部１２によるＸ線の照射に同期して、Ｘ線の１照射に対して１フレームのＸ線画像データを生成する。Ｘ線画像生成部１７は、Ｘ線画像データを記憶部２に出力する。なお、Ｘ線画像生成部１７が、この発明の「Ｘ線画像生成手段」の１例に相当する。

この実施形態では、１例としてＸ線撮影装置を用いて被検体の胸部を撮影することで、胸部におけるＸ線画像データを取得する。例えば画像取得部１は、主制御部７によるＸ線照射の制御に従ってＸ線の照射を複数回行うことで、被検体の胸部における複数フレームのＸ線画像データを生成する。そして、画像取得部１は、胸部における複数フレームのＸ線画像データを記憶部２に出力する。

例えば、操作者が操作部６２を用いて、撮影を行う時間の長さ（以下、「撮影期間」と称する）を指定すると、撮影期間を示す情報がユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。主制御部７は、指定された撮影期間中、撮影レートに従ってＸ線発生部１２にＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、操作者によって指定された撮影期間中、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、その撮影期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。なお、主制御部７が、この発明の「制御手段」の1例に相当する。

また、操作者は操作部６２を用いて、撮影を行う回数を指定しても良い。この場合、画像取得部１は、撮影レートに従って一定の時間間隔で、指定された回数、Ｘ線を照射することで複数フレームのＸ線画像データを生成する。

（記憶部２）
記憶部２は、Ｘ線画像生成部１７から出力されたＸ線画像データを記憶する。この実施例では、被検体の胸部におけるＸ線画像データが記憶部２に記憶される。

（被検体情報取得部３）
被検体情報取得部３は、心電計３１と呼吸検出器３２とを備えている。なお、被検体情報取得部３は、心電計３１のみを備えていても良いし、呼吸検出器３２のみを備えていても良い。

心電計３１は、被検体の心電波形（ＥＣＧ信号）を取得して、心電波形を主制御部７と表示制御部５とに出力する。心電計３１には公知の心電計を用いることができる。また、呼吸検出器３２は、被検体の呼吸状態を示す信号を取得して、その呼吸状態を示す信号を主制御部７と表示制御部５とに出力する。呼吸検出器３２には公知の呼吸検出器を用いることができる。例えば、呼吸検出器３２は、サーミスタや加速度センサなどのセンサを備えて、鼻気流又は口気流による温度や圧力の変化を検出することで、被検体の呼吸状態を示す信号を取得する。例えば、鼻気流又は口気流による圧力の時間変化が、呼吸状態を示す信号に該当する。なお、心電波形又は呼吸状態を示す信号が、被検体情報の１例である。

（画像処理部４）
画像処理部４は、輪郭抽出部４１と、幅算出部４２と、心胸郭比算出部４３とを備えている。

（輪郭抽出部４１）
輪郭抽出部４１は、胸部におけるＸ線画像データを記憶部２から読み出して、そのＸ線画像データに表されている肺の輪郭を特定する。例えば、輪郭抽出部４１は、Ｘ線画像データの画素値（輝度値）に基づいて、そのＸ線画像データに表されている肺の輪郭の位置を特定する。この実施形態では、画像取得部１は複数フレームのＸ線画像データを取得し、記憶部２には複数フレームのＸ線画像データが記憶されている。輪郭抽出部４１は、複数フレームのＸ線画像データを記憶部２から読み出して、各フレームのＸ線画像データに表されている肺の輪郭の位置を特定する。すなわち、輪郭抽出部４１は、各フレームにおける肺の輪郭の位置を特定する。

幅算出部４２は、輪郭抽出部４１によって特定された肺の輪郭に基づいて、肺の幅（肺幅）と心臓の幅（心臓幅）とを求める。この実施形態では、輪郭抽出部４１によって各フレームにおける肺の輪郭が特定されるため、幅算出部４２は、各フレームにおける肺の輪郭に基づいて、各フレームにおける肺幅と心臓幅とを求める。

ここで、肺幅と心臓幅とについて図２を参照して説明する。図２は、肺の輪郭を示す模式図である。図２に示す輪郭Ｐａ、Ｐｂは、輪郭抽出部４１によって特定された肺の輪郭である。幅算出部４２は、１例として図２に示す肺の輪郭Ｐａ、Ｐｂに基づいて、肺幅と心臓幅とを求める。

心臓幅は、一方の輪郭Ｐａの内側の輪郭位置ａと、他方の輪郭Ｐｂの内側の輪郭位置ｂとの間の長さＤ１として定義される。すなわち、肺の輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとによって囲まれた内側の空間の横幅が、心臓幅に相当する。また、肺幅は、一方の輪郭Ｐａの外側の輪郭位置ｃと、他方の輪郭Ｐｂの外側の輪郭位置ｄとの間の長さＤ２として定義される。すなわち、肺の輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとを合わせた輪郭の横幅が、肺幅に相当する。

例えば、操作者が操作部６２を用いて、心臓幅を測定する箇所と肺幅を測定する箇所とを指定しても良い。図２に示す例では、基準線Ｌ１が、心臓幅Ｄ１を測定する箇所を指定するための基準線である。また、基準線Ｌ２が、肺幅Ｄ２を測定する箇所を指定するための基準線である。基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とは、肺の輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとを横方向に貫く線である。基準線Ｌ１と輪郭Ｐａとの交点が輪郭位置ａに該当し、基準線Ｌ１と輪郭Ｐｂとの交点が輪郭位置ｂに該当する。また、基準線Ｌ２と輪郭Ｐａとの交点が輪郭位置ｃに該当し、基準線Ｌ２と輪郭Ｐｂとの交点が輪郭位置ｄに該当する。すなわち、基準線Ｌ１によって、輪郭Ｐａ、Ｐｂの内側の輪郭位置が指定され、基準線Ｌ２によって、輪郭Ｐａ、Ｐｂの外側の輪郭位置が指定される。操作者は、操作部６２を用いて基準線Ｌ１の位置を指定することで、心臓幅を測定する箇所を指定することができる。また、操作者は、操作部６２を用いて基準線Ｌ２の位置を指定することで、肺幅を測定する箇所を指定することができる。

また、輪郭Ｐａにおける輪郭位置ａは、輪郭Ｐａにおいて最も内側の輪郭位置として定義されても良い。輪郭Ｐａにおける輪郭位置ｃは、輪郭Ｐａにおいて最も外側の輪郭位置として定義されても良い。同様に、輪郭Ｐｂにおける輪郭位置ｂは、輪郭Ｐｂにおいて最も内側の輪郭位置として定義されても良い。輪郭Ｐｂにおける輪郭位置ｄは、輪郭Ｐｂにおいて最も外側の輪郭位置として定義されても良い。

ここで、操作者が、心臓幅を測定する箇所と肺幅を測定する箇所とを指定する場合について説明する。この場合、輪郭抽出部４１は、Ｘ線画像データに基づいて肺の輪郭を特定すると、その肺の輪郭を表す輪郭画像データを表示制御部５に出力する。表示制御部５は、輪郭画像データに基づいて、肺の輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとを表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とを、輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとに重ねて表示部６１に表示させる。表示制御部５は、基準線Ｌ１を表す画像データと、基準線Ｌ２を表す画像データとを予め記憶している。表示制御部５は、それら画像データに基づいて、基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とを、輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとに重ねて表示部６１に表示させる。

操作者は、表示部６１に表示されている肺の輪郭を参照し、操作部６２を用いて心臓幅を測定する箇所と、肺幅を測定する箇所とを指定する。具体的には、操作者は、操作部６２を用いて基準線Ｌ１の位置を指定することで、心臓幅を測定する箇所を指定する。また、操作者は、操作部６２を用いて基準線Ｌ２の位置を指定することで、肺幅を測定する箇所を指定する。操作者によって基準線Ｌ１の位置と基準線Ｌ２の位置とが指定されると、基準線Ｌ１の位置を示す座標情報と、基準線Ｌ２の位置を示す座標情報とが、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から表示制御部５を介して幅算出部４２に出力される。

幅算出部４２は、基準線Ｌ１の座標情報を受けて、輪郭Ｐａと基準線Ｌ１との交点の位置を求め、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ１との交点の位置を求める。すなわち、幅算出部４２は、輪郭Ｐａと基準線Ｌ１との交点である輪郭位置ａを求め、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ１との交点である輪郭位置ｂを求める。輪郭Ｐａと基準線Ｌ１との交点は２つあるが、幅算出部４２は、２つの交点のうち、輪郭Ｐａの内側にある交点の位置を輪郭位置ａとして求める。同様に、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ２との交点は２つあるが、幅算出部４２は、２つの交点のうち、輪郭Ｐｂの内側にある交点の位置を輪郭位置ｂとして求める。例えば、幅算出部４２は、輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとの間に基準となる仮想線Ｔを規定する。幅算出部４２は、輪郭Ｐａと基準線Ｌ１とが交差する２つの交点のうち、仮想線Ｔから距離が近い交点の位置を、輪郭位置ａとして求める。同様に、幅算出部４２は、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ１とが交差する２つの交点のうち、仮想線Ｔから距離が近い交点の位置を、輪郭位置ｂとして求める。

また、幅算出部４２は、基準線Ｌ２の座標情報を受けて、輪郭Ｐａと基準線Ｌ２との交点の位置を求め、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ２との交点の位置を求める。すなわち、幅算出部４２は、輪郭Ｐａと基準線Ｌ２との交点である輪郭位置ｃを求め、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ２との交点である輪郭位置ｄを求める。輪郭Ｐａと基準線Ｌ２との交点は２つあるが、幅算出部４２は、２つの交点のうち、輪郭Ｐａの外側にある交点の位置を輪郭位置ｃとして求める。同様に、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ２との交点は２つあるが、幅算出部４２は、２つの交点のうち、輪郭Ｐｂの外側にある交点の位置を輪郭位置ｄとして求める。例えば、幅算出部４２は、輪郭Ｐａと基準線Ｌ２とが交差する２つの交点のうち、仮想線Ｔから距離が遠い交点の位置を、輪郭位置ｃとして求める。同様に、幅算出部４２は、輪郭Ｐｂと基準線Ｌ２とが交差する２つの交点のうち、仮想線Ｔから距離が遠い交点の位置を、輪郭位置ｄとして求める。

そして、幅算出部４２は、輪郭位置ａと輪郭位置ｂとの間の距離Ｄ１を心臓幅として求め、輪郭位置ｃと輪郭位置ｄとの間の距離Ｄ２を肺幅として求める。

幅算出部４２は、各フレームにおける輪郭Ｐａと輪郭Ｐｂとに基づいて、各フレームにおける心臓幅と肺幅とを求める。例えば操作者によって基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とが指定されると、幅算出部４２は、各フレームにおける輪郭Ｐａ及び輪郭Ｐｂと、基準線Ｌ１及び基準線Ｌ２とに基づいて、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とを求める。

なお、操作者は、操作部６２を用いてフレームごとに基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とを指定しても良い。この場合、幅算出部４２は、フレームごとに指定された基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とを用いて、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とを求める。

または、操作者によって基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とが一度指定されると、幅算出部４２は、一度指定された基準線Ｌ１と基準線Ｌ２と用いて、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とを求めても良い。この場合、幅算出部４２は、同じ基準線Ｌ１と基準線Ｌ２とを用いて、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とを求める。

幅算出部４２は、各フレームにおける心臓幅Ｄ１の値と肺幅Ｄ２の値を心胸郭比算出部４３に出力する。

心胸郭比算出部４３は、心臓幅Ｄ１の値と肺幅Ｄ２の値とを幅算出部４２から受けて、心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２との比である心胸郭比（ＣＴＲ）を求める。心胸郭比（ＣＴＲ）は、以下の式で求められる。
ＣＴＲ（％）＝（心臓幅Ｄ１／肺幅Ｄ２）×１００
心胸郭比算出部４３は、各フレームにおける心臓幅Ｄ１の値と肺幅Ｄ２の値とを幅算出部４２から受けて、上記の式に従って、各フレームにおける心胸郭比を求める。
心胸郭比算出部４３は、各フレームにおける心胸郭比を表示制御部５に出力する。
なお、画像処理部４が、この発明の「画像処理手段」の１例に相当する。

（表示制御部５）
表示制御部５は、グラフ作成部５１を備えている。表示制御部５は、記憶部２からＸ線画像データを読み出して、Ｘ線画像データに基づくＸ線画像を表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、心胸郭比を心胸郭比算出部４３から受けて、その心胸郭比を表示部６１に表示させる。なお、表示制御部５が、この発明の「表示制御手段」の１例に相当する。

表示制御部５は、Ｘ線画像を静止画像として表示部６１に表示させても良いし、複数のＸ線画像によって動画像を表示部６１に表示させても良い。例えば、操作者が操作部６２を用いて所望のフレームのＸ線画像データを指定すると、表示制御部５は、操作者によって指定されたフレームのＸ線画像データを記憶部２から読み出して、そのＸ線画像データに基づくＸ線画像を静止画像として表示部６１に表示させる。また、操作者が操作部６２を用いて所望の期間を指定すると、表示制御部５は、指定された期間に取得された複数フレームのＸ線画像データを記憶部２から読み出して、各フレームのＸ線画像データに基づくＸ線画像を時間順に表示部６１に表示させる。これにより、複数のＸ線画像が動画像として表示部６１に表示される。

（グラフ作成部５１）
グラフ作成部５１は、画像処理部４の心胸郭比算出部４３から出力された各フレームにおける心胸郭比に基づいて、時間に対する心胸郭比の変化を示すグラフを作成する。表示制御部５は、心胸郭比の変化を示すグラフを表示部６１に表示させる。

また、表示制御部５は、各フレームにおける心臓幅Ｄ１の値と肺幅Ｄ２の値とを表示部６１に表示させても良い。この場合、幅算出部４２は、各フレームにおける心臓幅Ｄ１の値と肺幅Ｄ２の値とを表示制御部５に出力する。グラフ作成部５１は、幅算出部４２からの出力に基づいて、時間に対する心臓幅Ｄ１の変化を示すグラフと、時間に対する肺幅Ｄ２の変化を示すグラフとを作成する。表示制御部５は、心臓幅Ｄ１の変化を示すグラフと、肺幅Ｄ２の変化を示すグラフとを表示部６１に表示させる。

各グラフの１例を図３に示す。図３は、時間に対する心胸郭比（ＣＴＲ）の変化を示すグラフである。横軸が時間を示し、一方の縦軸が心胸郭比（ＣＴＲ）を示し、他方の縦軸が心臓及び肺の幅（ｃｍ）を示している。グラフ１００は、時間に対する心胸郭比（ＣＴＲ）の変化を示している。グラフ２００は、時間に対する肺幅Ｄ２の変化を示している。グラフ３００は、時間に対する心臓幅Ｄ１の変化を示している。表示制御部５は、心胸郭比の変化を示すグラフ１００のみを表示部６１に表示させても良いし、グラフ１００、グラフ２００、及びグラフ３００を同時に表示部６１に表示させても良い。

（心電波形などの表示）
表示制御部５は、心電波形を心電計３１から受けて、その心電波形を表示部６１に表示させても良い。また、表示制御部５は、呼吸状態を示す信号を呼吸検出器３２から受けて、その呼吸状態を示す波形を表示部６１に表示させても良い。表示制御部５は、心電波形と呼吸状態を示す波形とを同時に表示部６１に表示させても良いし、いずれか一方の波形を表示部６１に表示させても良い。

表示制御部５は、心胸郭比の変化を示すグラフ１００と、心電波形とを同時に表示部６１に表示させても良いし、グラフ１００と呼吸状態を示す波形とを同時に表示部６１に表示させても良い。また、表示制御部５は、グラフ１００と、心電波形と、呼吸状態を示す波形とを同時に表示部６１に表示させても良い。また、表示制御部５は、グラフ１００〜３００と、心電波形と、呼吸状態を示す波形とを同時に表示部６１に表示させても良い。操作者が操作部６２を用いて、表示の対象となるグラフや心電波形などを指定することができるようにしても良い。この場合、表示制御部５は、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から操作者の指示を受けて、操作者によって指定されたグラフや心電波形などを表示部６１に表示させる。

（最大値の表示）
また、表示制御部５は、各フレームにおける心胸郭比（ＣＴＲ）のうちの最大値を特定し、その最大値を表示部６１に表示させても良い。例えば図３に示すように、表示制御部５は、グラフ１００の最大値１１０を特定し、その最大値１１０を表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、心胸郭比が最大値となる時点に取得されたＸ線画像データを記憶部２から読み出して、そのＸ線画像データに基づくＸ線画像を表示部６１に表示させても良い。例えば、表示制御部５は、心胸郭比の最大値と、心胸郭比が最大値となる時点に取得されたＸ線画像とを同時に表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、心胸郭比が最大値となる時点における心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とを表示部６１に表示させても良い。

以上のように、複数フレームのＸ線画像データを取得して、各フレームにおける心胸郭比を求めることで、複数の時点における心胸郭比を表示することが可能となる。すなわち、様々な状態における心胸郭比を表示することが可能となる。そのことにより、様々な状態における心胸郭比を比較して、総合的に診断することが可能となる。また、心胸郭比の最大値を求めることで、心臓肥大などの症状を見落とす可能性が低くなるという効果がある。

（被検体情報に基づく撮影）
主制御部７は、被検体情報取得部３によって取得された被検体情報に基づいて、Ｘ線発生部１２によるＸ線照射のタイミングを制御しても良い。例えば、主制御部７は、心電波形を心電計３１から受けて、その心電波形に従って、Ｘ線発生部１２によるＸ線照射のタイミングを制御する。または、主制御部７は、呼吸状態を示す信号を呼吸検出器３２から受けて、その呼吸状態を示す信号に従って、Ｘ線発生部１２によるＸ線照射のタイミングを制御する。以下、Ｘ線照射のタイミング制御の具体例について説明する。

（心拍数に基づくＸ線照射のタイミング制御）
例えば、主制御部７は、被検体の心拍数によってＸ線照射のタイミングを制御しても良い。すなわち、主制御部７は、心電波形に従って任意の数の心拍の間、Ｘ線発生部１２にＸ線を照射させる。例えば、操作者が操作部６２を用いてＸ線を照射する心拍数を指定すると、指定された心拍数を示す情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。主制御部７は、心電波形に基づいて、操作者によって指定された心拍数に相当する期間中、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。例えば、主制御部７はカウンタによって心拍数をカウントし、指定された心拍数に相当する期間中、Ｘ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、操作者によって指定された心拍数に相当する期間中、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、その期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。画像処理部４は、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とを求め、さらに、各フレームにおける心胸郭比を求める。すなわち、画像処理部４は、指定された心拍数に相当する期間に含まれる各時点における心胸郭比を求める。そして、表示制御部５は、時間に対する心胸郭比の変化を示すグラフを作成して、そのグラフを表示部６１に表示させる。これにより、指定された心拍数に相当する期間における心胸郭比のグラフが、表示部６１に表示される。また、表示制御部５は、指定された心拍数に相当する期間における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

例えば操作者が操作部６２を用いて１心拍を指定すると、１心拍を示す情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。主制御部７は、心電波形に基づいて１心拍をカウントし、その１心拍に相当する期間中、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、１心拍に相当する期間中、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、１心拍に相当する期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。そして、画像処理部４は、１心拍に相当する期間に含まれる各時点における心胸郭比を求める。表示制御部５は、１心拍に相当する期間における心胸郭比のグラフを作成して、そのグラフを表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、１心拍に相当する期間における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

（心臓の拡張期などにおけるＸ線照射）
また、主制御部７は、心臓の拡張期又は収縮期に、Ｘ線発生部１２にＸ線を照射させても良い。例えば、操作者が操作部６２を用いて、心胸郭比を求める期間として心臓の拡張期を指定する。拡張期を示す情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。主制御部７は、心電波形に基づいて心臓の拡張期を特定し、拡張期の間、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。なお、拡張期を特定する方法は、従来に係る方法を用いることができる。これにより、画像取得部１は、拡張期の間、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、拡張期における複数フレームのＸ線画像データを生成する。画像処理部４は、拡張期に含まれる各時点における心胸郭比を求める。そして、表示制御部５は、拡張期における心胸郭比の変化を示すグラフを作成し、そのグラフを表示部６１に表示させる。これにより、拡張期における心胸郭比のグラフが、表示部６１に表示される。また、表示制御部５は、拡張期における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

以上のように心臓の拡張期に撮影を行って、拡張期における心胸郭比を表示することで、心臓肥大や肥大型心筋症などの診断に適した情報を提供することが可能となる。

また、操作者は操作部６２を用いて、心胸郭比を求める期間として心臓の収縮期を指定しても良い。この場合、画像取得部１は、収縮期における複数フレームのＸ線画像データを取得する。画像処理部４は、収縮期に含まれる各時点おける心胸郭比を求める。そして、表示制御部５は、収縮期における心胸郭比のグラフを作成して、そのグラフを表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、収縮期における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

（呼吸数に基づくＸ線照射のタイミング制御）
主制御部７は、被検体の呼吸状態によってＸ線照射のタイミングを制御しても良い。すなわち、主制御部７は、呼吸状態を示す信号に従って任意の数の呼吸の間、Ｘ線発生部１２にＸ線を照射させる。例えば、操作者が操作部６２を用いてＸ線を照射する呼吸数を指定すると、指定された呼吸数を示す情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。主制御部７は、呼吸状態を示す信号に基づいて、操作者によって指定された呼吸数に相当する期間中、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。例えば、主制御部７はカウンタによって呼吸数をカウントし、指定された呼吸数に相当する期間中、Ｘ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。１例として、主制御部７は、呼吸状態を示す信号（１例として、鼻気流又は口気流による圧力の時間変化）に基づき、カウンタによって呼吸数をカウントする。これにより、画像取得部１は、操作者によって指定された呼吸数に相当する期間中、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、その期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。画像処理部４は、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とを求め、さらに、各フレームにおける心胸郭比を求める。すなわち、画像処理部４は、指定された呼吸数に相当する期間に含まれる各時点おける心胸郭比を求める。そして、表示制御部５は、時間に対する心胸郭比の変化を示すグラフを作成して、そのグラフを表示部６１に表示させる。これにより、指定された呼吸数に相当する期間における心胸郭比のグラフが、表示部６１に表示される。また、表示制御部５は、指定された呼吸数に相当する期間における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

例えば操作者が操作部６２を用いて１呼吸を指定すると、１呼吸を示す情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。主制御部７は、呼吸状態を示す信号に基づいて１呼吸をカウントし、その１呼吸に相当する期間中、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、１呼吸に相当する期間中、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、１呼吸に相当する期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。そして、画像取得部１は、１呼吸に相当する期間に含まれる各時点における心胸郭比を求める。表示制御部５は、１呼吸に相当する期間における心胸郭比のグラフを作成して、そのグラフを表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、１呼吸に相当する期間における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

（呼吸の吸気期間などにおけるＸ線照射）
また、主制御部７は、被検体の呼吸の吸気期間又は呼気期間に、Ｘ線発生部１２にＸ線を照射させても良い。吸気期間は、被検体が空気を吸う期間である。呼気期間は、被検体が空気を吐く期間である。例えば、操作者が操作部６２を用いて、心胸郭比を求める期間として呼吸の吸気期間を指定する。吸気期間を示す情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。主制御部７は、呼吸状態を示す信号に基づいて吸気期間を特定し、吸気期間の間、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。例えば主制御部７は、呼吸信号を示す信号（１例として、鼻気流又は口気流による圧力の時間変化）に基づいて、吸気期間を特定し、その吸気期間の間、Ｘ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、吸気期間の間、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、吸気期間に含まれる各時点における心胸郭比を求める。そして、表示制御部５は、吸気期間における心胸郭比の変化を示すグラフを作成し、そのグラフを表示部６１に表示させる。これにより、吸気期間における心胸郭比のグラフが、表示部６１に表示される。また、表示制御部５は、吸気期間における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

以上のように吸気期間に撮影を行って、吸気期間における心胸郭比を表示することで、心臓肥大や肥大型心筋症などの診断に適した情報を提供することが可能となる。また、表示制御部５は、呼気期間における心胸郭比の最大値を求めて、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

また、操作者は操作部６２を用いて、心胸郭比を求める期間として呼吸の呼気期間を指定しても良い。この場合、画像取得部１は、呼気期間における複数フレームのＸ線画像データを取得する。画像処理部４は、呼気期間に含まれる各時点における心胸郭比を求める。そして、表示制御部５は、呼気期間における心胸郭比のグラフを作成して、そのグラフを表示部６１に表示させる。

（ユーザインターフェース６）
ユーザインターフェース（ＵＩ）６は、表示部６１と操作部６２とを備えている。表示部６１は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成されており、Ｘ線画像や心胸郭比を表示する。操作部６２は、ジョイスティックやトラックボールなどのポインティングデバイス、スイッチ、各種ボタン、又はキーボードなどで構成されている。操作者は操作部６２を用いて、撮影期間や撮影レートを指定することができる。

なお、画像処理部４、表示制御部５、及び主制御部７は、１例として、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの図示しない記憶装置とによって構成されていても良い。記憶装置には、画像処理部４の機能を実行するための画像処理プログラム、表示制御部５の機能を実行するための表示制御プログラム、及び主制御部７の機能を実行するための主制御プログラムが記憶されている。また、画像処理プログラムには、輪郭抽出部４１の機能を実行するための輪郭抽出プログラム、幅算出部４２の機能を実行するための幅算出プログラム、及び心胸郭比算出部４３の機能を実行するための心胸郭算出プログラムが含まれている。また、表示制御プログラムには、グラフ作成部５１の機能を実行するためのグラフ作成プログラムが含まれている。そして、ＣＰＵが、各プログラムを実行することで、各部の機能が実行される。

（動作）
次に、上記の構成を有するＸ線撮影装置による動作の１例について説明する。

（ステップＳ０１）
まず、操作者は操作部６２を用いて、撮影期間を指定する。操作者は、所望の心拍数を撮影期間として指定しても良いし、所望の呼吸数を指定しても良い。または、操作者は、心臓の拡張期又は収縮期を指定しても良いし、呼吸の吸気期間又は呼気期間を指定しても良い。または、操作者は、任意の長さの時間を撮影期間としても良い。

操作者によって撮影期間が指定されると、その撮影期間を示す情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）６から主制御部７に出力される。

（ステップＳ０２）
主制御部７は、操作者によって指定された撮影期間中、撮影レートに従ってＸ線発生部１２にＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、その撮影期間中、撮影レートに従って一定の時間間隔でＸ線を照射することで、その撮影期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。

例えば、操作者によって心臓の拡張期が指定された場合、主制御部７は、心電計３１によって取得された心電波形に基づいて心臓の拡張期を特定し、拡張期の間、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、拡張期の間、一定の時間間隔でＸ線を照射することで、拡張期における複数フレームのＸ線画像データを生成する。操作者によって心臓の収縮期が指定された場合には、画像取得部１は、収縮期の間、撮影することで、収縮期における複数フレームのＸ線画像データを生成する。

また、操作者によって呼吸の吸気期間が指定された場合、主制御部７は、呼吸検出器３２によって取得された呼吸状態を示す信号（１例として、圧力の時間変化）に基づいて呼吸の吸気期間を特定し、吸気期間の間、撮影レートに従ってＸ線発生部１２に一定の時間間隔でＸ線を照射させる。これにより、画像取得部１は、吸気期間の間、一定の時間間隔でＸ線を照射することで、吸気期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。操作者によって呼吸の呼気期間が指定された場合には、画像取得部１は、呼気期間の間、撮影することで、呼気期間における複数フレームのＸ線画像データを生成する。

（ステップＳ０３）
ステップＳ０２によって取得された複数フレームのＸ線画像データは、記憶部２に記憶される。画像処理部４の輪郭抽出部４１は、複数フレームのＸ線画像データを記憶部２から読み出して、各フレームにおける肺の輪郭を特定する。幅算出部４２は、各フレームにおける輪郭に基づいて、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２を求める。そして、心胸郭比算出部４３は、各フレームにおける心臓幅Ｄ１と肺幅Ｄ２とに基づいて、各フレームにおける心胸郭比（ＣＴＲ）を求める。

１例として、心臓の拡張期における複数フレームのＸ線画像データが取得されている場合、画像処理部４は、その拡張期に含まれる各時点における心胸郭比を求める。また別の例として、呼吸の吸気期間における複数フレームのＸ線画像データが取得されている場合、画像処理部４は、その吸気期間に含まれる各時点における心胸郭比を求める。

（ステップＳ０４）
ステップＳ０３によって各フレームにおける心胸郭比が求められると、表示制御部５は、その心胸郭比を表示部６１に表示させる。具体的には、表示制御部５のグラフ作成部５１は、各フレームにおける心胸郭比に基づいて、時間に対する心胸郭比の変化を示すグラフを作成し、そのグラフを表示部６１に表示させる。例えば図３に示すように、表示制御部５は、時間に対する心胸郭比の変化を示すグラフ１００を表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、各フレームにおける心胸郭比のうちの最大値を特定し、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

１例として、心臓の拡張期における心胸郭比が求められている場合、表示制御部５は、拡張期における心胸郭比の変化を示すグラフを作成し、そのグラフを表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、拡張期における心胸郭比のうちの最大値を特定し、その最大値を表示部６１に表示させても良い。また別の例として、呼吸の吸気期間における心胸郭比が求められている場合、表示制御部５は、吸気期間における心胸郭比の変化を示すグラフを作成し、そのグラフを表示部６１に表示させる。また、表示制御部５は、吸気期間における心胸郭比のうちの最大値を特定し、その最大値を表示部６１に表示させても良い。

また、表示制御部５は、心臓幅Ｄ１のグラフや肺幅Ｄ２のグラフを作成して、それらのグラフを表示部６１に表示させても良い。また、表示制御部５は、心電波形や呼吸状態を示す信号を表示部６１に表示させても良い。

以上のように、撮影期間中、撮影を行うことで複数フレームのＸ線画像データを取得して、複数フレームにおける心胸郭比を求めることで、複数の時点における心胸郭比を提供することが可能となる。そのことにより、様々な状態における心胸郭比を参照して、総合的に診断することが可能となる。その結果、心臓肥大などの症状を見落とす可能性を低減することが可能となる。

１ 画像取得部
２ 記憶部
３ 被検体情報取得部
４ 画像処理部
５ 表示制御部
６ ユーザインターフェース（ＵＩ）
７ 主制御部
８ 高電圧制御部
４１ 輪郭抽出部
４２ 幅算出部
４３ 心胸郭比算出部
５１ グラフ作成部

Claims (11)

1. Ｘ線を照射するＸ線発生手段と、
   被検体を間にして前記Ｘ線発生手段に対向する位置に配置され、前記Ｘ線発生手段から照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、
   前記Ｘ線検出手段によって検出されたＸ線に基づいてＸ線画像データを生成するＸ線画像生成手段と、
   前記Ｘ線発生手段に所定期間内に複数回、Ｘ線を照射させることで、前記Ｘ線画像生成手段に複数フレームのＸ線画像データを生成させる制御手段と、
   前記複数フレームのＸ線画像データのそれぞれに基づいて、フレームごとに前記被検体の肺幅と心臓幅との比である心胸郭比を前記フレームごとに求める画像処理手段と、
   前記心胸郭比の時間的変化を表す情報を表示手段に表示させる表示制御手段と、
   を有することを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記制御手段は、前記被検体の心電波形を受けて、前記心電波形に基づいて前記Ｘ線発生手段にＸ線を照射させる前記所定期間を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記制御手段は、前記心電波形に基づいて心臓の拡張期を特定して、前記拡張期を前記所定期間とすることを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記表示制御手段は、前記心電波形と前記心胸郭比とを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
5. 前記制御手段は、前記被検体の呼吸状態を示す信号を受けて、前記呼吸状態を示す信号に基づいて前記Ｘ線発生手段にＸ線を照射させる前記所定期間を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
6. 前記制御手段は、前記呼吸状態を示す信号に基づいて吸気期間を特定して、前記吸気期間を前記所定期間とすることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮影装置。
7. 前記表示制御手段は、前記呼吸状態と前記心胸郭比とを前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
8. 前記表示制御手段は、前記心胸郭比、前記肺幅、及び前記心臓幅を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
9. 前記表示制御手段は、前記フレームごとに求められた心胸郭比のうちの最大値を特定して、前記最大値を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
10. 前記表示制御手段は、前記心胸郭比の最大値と、前記心胸郭比が最大となる時点に取得されたＸ線画像データに基づくＸ線画像とを、前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項９に記載のＸ線撮影装置。
11. 前記表示制御手段は、操作者によって指定された時点に取得されたＸ線画像データに基づいて求められた心胸郭比を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のＸ線撮影装置。

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