JP5547565B2 - 放射線撮影装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、被写体をマーカとともに撮影することにより取得した、一連の複数の放射線画に含まれるマーカ像を用いて、複数の放射線画像の位置合わせを行うようにした放射線撮影装置および方法に関するものである。

近年、Ｘ線撮影装置において、患部をより詳しく観察するために、Ｘ線管を移動させて異なる角度から被写体にＸ線を照射して撮影を行い、これにより取得した画像を加算して所望の断層面を強調した画像を得ることができるトモシンセシス撮影が提案されている。トモシンセシス撮影では、撮影装置の特性や必要な断層画像に応じて、Ｘ線管をＸ線検出器と平行に移動させたり、円や楕円の弧を描くように移動させて、異なる照射角で被写体を撮影した複数の撮影画像を取得し、これらの撮影画像を再構成して断層画像を生成する。

このようなトモシンセシス撮影を行う場合には、撮影により取得した複数の撮影画像を再構成する際に、各撮影画像の位置合わせが必要となる。このため、トモシンセシス撮影時に、被写体あるいは被写体を載置する撮影台にマーカを付与し、被写体とともにマーカを撮影することにより、マーカ像が含まれる複数の撮影画像を取得することが行われている（特許文献１，２参照）。このように被写体とともにマーカを撮影することにより、複数の撮影画像のそれぞれに含まれるマーカ像を基準として複数の撮影画像の位置合わせを行いつつ、断層画像を再構成することができる。また、複数のマーカを用いて撮影を行うことにより得た複数の撮影画像にそれぞれ含まれる複数のマーカ像に基づいて、Ｘ線源の位置およびＸ線検出器の位置を複数の撮影画像毎に算出し、算出したＸ線源の位置およびＸ線検出器の位置に基づいて、マーカ像を除去して再構成を行う手法も提案されている（特許文献３参照）。

また、複数のマーカを使用し、複数の撮影画像のそれぞれにおける複数のマーカ像に基づいて、複数の撮影画像のそれぞれについてのＸ線検出器に対するＸ線源の位置を推定する手法も提案されている（特許文献４，５参照）。

ところで、Ｘ線等の放射線を用いて撮影を行う際には、被写体の観察に必要のない部分に放射線を照射することによる人体への弊害およびそれら観察に不要な部分からの散乱光による画質性能の低下等を防止するために、放射線が被写体の必要な部分にのみ照射されるように、被写体上の放射線の照射領域（照射野）を制限する照射野絞りを使用して撮影を行って関心領域を設定することが多い。このように照射野絞りを使用してトモシンセシス撮影を行う場合には、照射野の大きさに合わせてマーカを配置する必要がある。このため、マーカの配置は照射野のサイズ毎に異なり、その結果、撮影画像における個々のマーカ像の位置はあらかじめ知ることができないことから、位置合わせを行うためには、複数の撮影画像のそれぞれからから個々のマーカ像を区別して検出する必要がある。

特開２００２−５３１２０９号公報 米国特許第６９６００２０号明細書 特開２００５−２１３４５号公報 特表２００２−５０５４３７号公報 特開２００３−２４３２１号公報

上述したように複数のマーカを用いた場合、複数の撮影画像のそれぞれから個々のマーカ像を区別して検出する必要がある。しかしながら、マーカの配置が適切でないと、異なるマーカのマーカ像が近接して撮影画像に含まれてしまうため、撮影画像からマーカ像を区別して検出することが難しくなる場合がある。とくに同一形状の複数のマーカを用いた場合、マーカの配置が適切でないと、マーカ像を区別して検出することは非常に困難となる。このように複数のマーカ像を区別して検出できないと、再構成の際の位置合わせを精度良く行うことができず、その結果、断層画像を精度良く再構成することができない。また、上記特許文献４，５に記載された手法においては、Ｘ線源の位置を正確に推定することができなくなる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、複数のマーカを用いて撮影を行って取得した複数の撮影画像から、マーカ像を区別して精度良く検出できるようにすることを目的とする。

本発明による放射線撮影装置は、複数のマーカとともに被写体に放射線を照射する放射線源と、
前記被写体を透過した放射線を検出する検出手段と、
前記放射線源を前記検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の線源位置にそれぞれ対応する複数の撮影画像を取得する画像取得手段とを備えた放射線撮影装置であって、
前記複数のマーカが前記相対的な移動方向に沿って並べられてなり、該相対的な移動方向に沿って並べられた複数のマーカの間隔が、一定値以上離れていることを特徴とするものである。

「複数のマーカとともに被写体に放射線を照射する」とは、被写体に複数のマーカを付与するあるいは被写体を載置する撮影台に複数のマーカを配置して、被写体に放射線を照射すると、マーカにも放射線が照射される状態とすることを意味する。

「放射線源を検出手段に対して相対的に移動させる」とは、検出手段を固定して放射線源のみを移動させる場合、および検出手段と放射線源との双方を同期させて移動する場合の両方を含む。

なお、本発明による放射線撮影装置においては、複数のマーカは同一のマーカであってもよい。

また、本発明による放射線撮影装置においては、前記一定値を、前記放射線源の移動距離、前記検出手段の検出面と前記放射線源との距離、および前記検出手段の検出面と前記複数のマーカが配置されている配置面との距離に基づいて決定してもよい。

また、本発明による放射線撮影装置においては、前記複数の撮影画像から前記複数のマーカ像をそれぞれ検出するマーカ像検出手段をさらに備えるものとしてもよい。

この場合、前記マーカ像検出手段を、前記複数の撮影画像を取得する撮影前のプレ撮影により取得されたプレ画像、または前記複数の撮影画像のうちの基準画像から、前記複数のマーカ像のそれぞれを区別して検出し、該検出結果を用いて前記複数の撮影画像または該複数の撮影画像のうちの前記基準画像以外の他の撮影画像のそれぞれから、前記複数のマーカのマーカ像をそれぞれ対応づけて検出する手段としてもよい。

また、この場合、前記マーカ像検出手段を、前記複数の撮影画像または前記他の撮影画像の、前記複数のマーカのそれぞれについての前記一定値に基づいて定められる検出領域内において、前記複数のマーカ像をそれぞれ検出する手段としてもよい。

また、本発明による放射線撮影装置においては、前記複数のマーカ像に基づいて、前記複数の撮影画像における互いに対応する画素位置の幾何学的なズレを検出し、該ズレに基づいて前記複数の撮影画像を位置合わせして再構成することにより、前記被写体の断層画像を生成する画像再構成手段をさらに備えるものとしてもよい。

本発明による放射線撮影方法は、複数のマーカとともに被写体に放射線を照射する放射線源と、
前記被写体を透過した放射線を検出する検出手段と、
前記放射線源を前記検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の線源位置にそれぞれ対応する複数の撮影画像を取得する画像取得手段とを備えた放射線撮影装置における放射線撮影方法であって、
前記複数のマーカを前記相対的な移動方向に沿って並べ、該相対的な移動方向に沿って並べられた複数のマーカの間隔を、一定値以上離すことを特徴とするものである。

本発明によれば、複数のマーカを放射線源と検出手段との相対的な移動方向に沿って並べるに際し、複数のマーカの放射線源と検出手段との相対的な移動方向における間隔を一定値以上離すようにしたものである。このため、撮影画像において複数のマーカ像が上記相対的な移動方向において近接することが無くなり、その結果、複数のマーカ像を区別して精度良く検出することができる。

また、一定値を、放射線源の移動距離、検出手段の検出面と放射線源との距離、および検出手段の検出面と複数のマーカが配置されている配置面との距離に基づいて決定することにより、容易に一定値を決定することができる。

また、マーカ像を検出する際に、複数の撮影画像または基準画像以外の他の撮影画像の、複数のマーカのそれぞれについての一定値に基づいて定められる検出領域内において、複数のマーカ像をそれぞれ検出することにより、必要ない範囲を探索する必要が無くなるため、マーカ像を高速に検出することができる。とくに複数のマーカを同一のマーカとした場合には、マーカ像の検出を効率よく行うことができる。

本発明の実施形態による放射線撮影装置を適用したＸ線撮影装置の概略図 トモシンセシス撮影を説明するための図 マーカ像を用いた位置合わせを説明するための図 各種パラメータを説明するための図 本実施形態において使用されるマーカおよびマーカの配置位置を説明する撮影台の天板の平面図 マーカ像の検出範囲を説明するための図 Ｘ線管の移動方向におけるマーカの間隔を説明するための図 Ｘ線管の移動方向におけるマーカの間隔を説明するための図 本実施形態において行われる処理を示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態による放射線撮影装置を適用したＸ線撮影装置の概略図である。図１に示すように、本実施形態によるＸ線撮影装置１０は、トモシンセシス撮影を行うためのものであり、Ｘ線管１２およびフラットパネルＸ線検出器（以下、単に検出器とする）１４を備える。Ｘ線管１２は移動機構１６により直線または円弧に沿って移動し、移動経路上の複数の位置において、撮影台天板４上の被写体２にＸ線を照射する。本実施形態においては直線に沿って矢印Ａ方向にＸ線管１２を移動させるものとする。なお、被写体２へのＸ線照射量は後述する制御部により所定量となるように制御される。

また、Ｘ線管１２にはコリメータ（照射野絞り）６が接続されており、被写体２に照射されるＸ線の範囲（照射範囲）を操作者が設定できるようになっている。なお、コリメータ６を用いて照射範囲を設定する際には、Ｘ線に代えて可視光がコリメータ６を介して被写体２に照射される。なお、可視光はコリメータ６に設けられた照射野ランプ（不図示）から発せられる。これにより、操作者は被写体２に照射された可視光の範囲をコリメータ６を用いて調整することにより、Ｘ線の照射範囲を設定することができる。また、本実施形態においては、撮影台天板４に後述するようにマーカを配置し、複数の撮影画像に被写体２とともにマーカが含まれるように撮影を行うものである。

検出器１４は、被写体２を透過したＸ線を検出するために、被写体２を載置する撮影台天板４を間に挟んでＸ線管１２と対向するように配置されている。検出器１４は、移動機構１８により必要に応じて直線または円弧に沿って移動し、移動経路上の複数の位置において被写体２を透過したＸ線を検出する。なお、本実施形態においては直線に沿って矢印Ｂ方向に検出器１４を移動させるものとする。

また、Ｘ線撮影装置１０は、画像取得部２０および再構成部２２を備える。画像取得部２０は、直線に沿ってＸ線管１２を移動させ、Ｘ線管１２の移動による複数の線源位置において被写体２にＸ線を照射し、被写体２を透過したＸ線を検出器１４により検出して、移動中の複数の線源位置における複数の撮影画像を取得する。再構成部２２は、画像取得部２０が取得した複数の撮影画像を再構成することにより、被写体２の所望の断面を示す断層画像を生成する。以下に、断層画像を再構成する方法を説明する。

図２に示すように、Ｘ線管１２をＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎの各位置から異なる照射角で被写体２を撮影すると、それぞれ撮影画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎが得られるものとする。そこで、例えば、線源位置Ｓ１から、異なる深さに存在する対象物（Ｔ１、Ｔ２）を投影すると、撮影画像Ｇ１上にはＰ１１、Ｐ１２の位置に投影され、線源位置Ｓ２から、対象物（Ｔ１、Ｔ２）を投影すると、撮影画像Ｇ２上にはＰ２１、Ｐ２２の位置に投影される。このように、繰り返し異なる線源位置Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎから投影を行うと、各線源位置に対応して対象物Ｔ１は、Ｐ１１、Ｐ２１、・・・、Ｐｎ１の位置に投影され、対象物Ｔ２は、Ｐ１２、Ｐ２２、・・・、Ｐｎ２の位置に投影される。

対象物Ｔ１の存在する断面を強調したい場合には、撮影画像Ｇ２を（Ｐ２１−Ｐ１１）分移動させ、撮影画像Ｇ３を（Ｐ３１−Ｐ１１）分移動させ、・・・、撮影画像Ｇｎを（Ｐｎ１−Ｐ１１）分移動させた画像を位置合わせして加算することにより、対象物Ｔ１の深さにある断面上の構造物を強調した断層画像が作成される。また、対象物Ｔ２の存在する断面を強調したい場合には、撮影画像Ｇ２は（Ｐ２２−Ｐ１２）分移動させ、撮影画像Ｇ３を（Ｐ３２−Ｐ１２）分移動させ、・・・、撮影画像Ｇｎを（Ｐｎ２−Ｐ１２）分移動させて位置合わせして加算する。このようにして、必要とする断層の位置に応じて各撮影画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎを位置合わせして加算することにより、所望の位置における断層画像を強調した画像を取得することができる。なお、本実施形態においては、撮影台天板４にマーカを配置し、マーカが撮影されるように複数の撮影画像を取得するものであるため、撮影画像にはマーカ像が含まれる。したがって、各撮影画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの位置合わせはマーカ像を用いて行われる。以下マーカ像を用いた位置合わせについて説明する。

図３はマーカ像を用いた位置合わせを説明するための図である。なお、図３および以降の説明においては、Ｘ線管１２の移動経路に平行な方向をｘ方向、Ｘ線管１２の移動経路に垂直な方向をｚ方向、紙面に垂直な方向をｙ方向とする。図３に示すようにＸ線管１２が、線源位置Ｓ１１から線源位置Ｓ１２にΔｘｓ移動すると、撮影台天板４上に配置されたマーカＭ０のマーカ像はΔｘｍ、被写体２内の対象物Ｔ０の投影位置はΔｘｔ移動する。ここで、Ｘ線管１２と検出器１４の検出面との距離（すなわち線源距離）をｓｚ、検出器１４の検出面と対象物Ｔ０が存在する面との距離をｔｚ、検出器１４の検出面と撮影台天板４の天板面までの距離をｍｚとすると、線源位置の移動量Δｘｓは、マーカ像の移動量Δｘｍ、線源距離ｓｚ、距離ｍｚを用いて下記の式（１）により表される。

Δｘｓ＝Δｘｍ×（ｓｚ−ｍｚ）／ｍｚ （１）
また、対象物の投影位置の移動量Δｘｔは、線源位置の移動量Δｘｓ、線源距離ｓｚおよび距離ｔｚを用いて下記の式（２）により表される。

Δｘｔ＝Δｘｓ×ｔｚ／（ｓｚ−ｔｚ） （２）
式（１）、（２）より、対象物の投影位置の移動量Δｘｔは、マーカ像の移動量Δｘｍ、線源距離ｓｚ、距離ｍｚおよび距離ｔｚを用いて下記の式（３）により表される。

Δｘｔ＝Δｘｍ×（ｔｚ／ｍｚ）×（ｓｚ−ｍｚ）／（ｓｚ−ｔｚ） （３）
なお、上記処理を行うためには、複数の撮影画像のそれぞれからマーカ像を検出する必要があるが、マーカ像の検出については後述する。

また、Ｘ線撮影装置１０は、操作部２４、表示部２６および記憶部２８を備える。操作部２４はキーボード、マウスあるいはタッチパネル方式の入力装置からなり、操作者によるＸ線撮影装置１０の操作を受け付ける。また、トモシンセシス撮影を行うために必要な、撮影条件等の各種情報の入力および情報の修正の指示も受け付ける。本実施形態においては、操作者が操作部２４から入力した情報に従って、Ｘ線撮影装置１０の各部が動作する。表示部２６は液晶モニタ等の表示装置であり、画像取得部２０が取得した撮影画像および再構成部２２が再構成した断層画像の他、操作に必要なメッセージ等を表示する。なお、表示部２６は音声を出力するスピーカを内蔵するものであってもよい。記憶部２８は、Ｘ線撮影装置１０を動作させるために必要な撮影条件を設定する各種パラメータ等を記憶している。なお、各種パラメータは、撮影部位に応じた標準値が記憶部２８に記憶されており、必要に応じて操作者が操作部２４から指示を行うことにより修正される。

撮影条件を設定するためのパラメータとしては、基準面、断層角度、線源距離、ショット数、ショット間隔、並びにＸ線管１２の管電圧および管電流、並びにＸ線の曝射時間等が挙げられる。なお、これらのパラメータのうち、ショット数、ショット間隔、並びにＸ線管１２の管電圧および管電流、並びにＸ線の曝射時間は、これらがそのまま撮影条件となりうるものである。

図４は各種パラメータを説明するための図である。基準面は、断層画像を取得する範囲を定める面であり、例えば撮影台天板４の天板面、検出器１４の検出面あるいは被写体２における任意の断層面等を用いることができる。図４においては、被写体２の厚さを２等分する面（以下中心面とする）を基準面として用いる。断層角度は、基準面上の基準点Ｂ０からＸ線管１２の移動範囲を定める２つの端部を臨む角度である。ここで、検出器１４の検出面とＸ線管１２の移動経路とは平行となっているため、Ｘ線管１２の移動経路上における検出器１４の検出面に最も近い距離を線源距離とする。

ショット数は、断層角度の範囲内においてＸ線管１２が端から端まで移動する間の撮影回数である。ショット間隔は、各ショット間の時間間隔である。

なお、以降の説明においては、Ｘ線管１２の移動範囲をｓ０、断層角度をθ、検出器１４の検出面と基準面（すなわち被写体２の中心面）との距離をｄ０とする。また、基準面上の所定の基準点Ｂ０として、検出器１４の重心を通る垂線と基準面との交点を用いるものとする。

また、Ｘ線撮影装置１０は演算部３０を備える。演算部３０は、Ｘ線管１２の移動範囲等の撮影条件を記憶部２８に記憶されたパラメータにしたがって算出する。

ここで、図４に示す関係を参照すると、線源距離ｓｚ、距離ｄ０および断層角度θから、Ｘ線管１２の移動範囲ｓ０を算出することができる。すなわち、基準点Ｂ０を通る垂線とＸ線管１２の移動経路との交点を原点Ｏ１とすると、基準面とＸ線管１２との距離はｓｚ−ｄ０となるため、演算部３０は、Ｘ線管１２の移動範囲ｓ０を、-（ｓｚ−ｄ０）・ｔａｎ（θ／２）〜（ｓｚ−ｄ０）・ｔａｎ（θ／２）として算出する。なお、これにより、算出した移動範囲ｓ０の両端の位置が定まる。

また、演算部３０は、Ｘ線管１２の移動範囲ｓ０をショット数により等分することにより、各撮影におけるＸ線管１２の位置（以下線源位置とする）を算出する。これにより、図２に示すようにＸ線管１２の線源位置Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎを算出することができる。

また、演算部３０は、撮影時間および線源走行速度を撮影条件として算出する。撮影時間は、ショット数×ショット間隔により算出できる。線源走行速度は、移動範囲ｓ０／撮影時間により算出できる。

また、Ｘ線撮影装置１０は、複数の撮影画像のそれぞれからマーカ像を検出するマーカ像検出部３２を備える。図５は本実施形態において使用されるマーカおよびマーカの配置位置を説明する撮影台の天板の平面図である。図５に示すように、本実施形態においては、４つの円形のマーカＭ１〜Ｍ４を使用するものとし、Ｘ線の照射方向において、被写体２とマーカＭ１〜Ｍ４とが重なるように、操作者が撮影台天板４上に４つのマーカＭ１〜Ｍ４を配置する。なお、マーカＭ１〜Ｍ４は、Ｘ線吸収率が高い例えば鉛等の材料からなる。マーカＭ１〜Ｍ４の大きさは１ｃｍ程度であり、それぞれに三角形の孔が形成された同一形状のものとなっている。なお、図５においては、マーカＭ１〜Ｍ４の大きさは説明のために拡大して示している。また、マーカの形状は円形に限定されるものではなく、公知の任意の形状のものを使用できる。また、マーカの数も４つに限定されるものではなく、２以上の任意の数であればよい。マーカ像検出部３２は、公知のパターン認識処理を用いて複数の撮影画像におけるマーカ像を検出する。

ここで、マーカ像検出部３２は、複数の撮影画像のうちの基準となる画像（例えばＸ線管１２の移動範囲の中央位置において撮影された画像、以下基準画像とする）から、４つのマーカＭ１〜Ｍ４のマーカ像を検出する。本実施形態においては４つのマーカＭ１〜Ｍ４を使用しているが、同一形状を有するため、マーカＭ１〜Ｍ４を適切に配置した上で、４つのマーカＭ１〜Ｍ４のマーカ像をそれぞれ別個に認識する必要がある。このため、本実施形態においては、基準画像から４つのマーカＭ１〜Ｍ４のマーカ像を検出し、基準画像以外の他の撮影画像に対しては、基準画像で検出したマーカ像のそれぞれについて、各マーカ像を含む所定範囲の検出領域を設定し、設定された検出領域内において同一のマーカについてのマーカ像を検出する。図６はマーカ像の検出範囲を説明するための図である。図６に示すように、本実施形態においては、４つのマーカＭ１〜Ｍ４を使用しているため、複数の撮影画像のうちの基準画像Ｇｋにおいて、４つのマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４が検出される。なお、マーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４はそれぞれマーカＭ１〜Ｍ４のマーカ像に対応する。

そして、他の撮影画像Ｇｉにおいては、基準画像Ｇｋにおいて検出されたマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を基準とした所定範囲の検出領域Ａ１〜Ａ４を設定し、検出領域Ａ１〜Ａ４内において、対応するマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を検出する。すなわち、検出領域Ａ１においてマーカ像ＭＰ１を、検出領域Ａ２においてマーカ像ＭＰ２を、検出領域Ａ３においてマーカ像ＭＰ３を、検出領域Ａ４においてマーカ像ＭＰ４をそれぞれ検出する。これにより、必要ない範囲を探索する必要が無くなるため、マーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４をより高速に検出することができる。なお、検出領域Ａ１〜Ａ４のｘ方向における範囲は、例えば図４に示す移動範囲ｓ０、線源距離ｓｚおよび距離ｍｚを用いて、ｓ０／ｍｚ／（ｓｚ−ｍｚ）に設定すればよい。また、検出領域Ａ１〜Ａ４のｙ方向における範囲は、例えば、ｙ方向に並ぶマーカの中点を検出範囲の境界とする等、ｙ方向に並ぶマーカについての検出範囲が重ならないように決定すればよい。

本実施形態においては、４つのマーカＭ１〜Ｍ４を使用しており、そのそれぞれを区別して検出しないと、各マーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４の移動量を算出することができない。また、上述したようにマーカ像検出部３２は、基準画像Ｇｋのマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４の位置に基づいて検出領域Ａ１〜Ａ４を設定し、検出領域Ａ１〜Ａ４内においてマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を検出する。このため、図７に示すように、ｘ方向に並ぶマーカＭ１，Ｍ２およびマーカＭ３，Ｍ４の間隔Ｄ１，Ｄ２が小さいと、同じ検出領域内に異なるマーカのマーカ像が存在してしまうため、マーカ像を誤って検出する可能性が高い。このため、本実施形態においては、図８に示すように、マーカＭ１〜Ｍ４のＸ線管１２が移動する方向（ｘ方向）における間隔、すなわちマーカＭ１とマーカＭ２との間隔Ｄ１およびマーカＭ３とマーカＭ４との間隔Ｄ２は、あらかじめ定められた一定値Ｃ０以上となるように決定される。なお、Ｘ線管１２が移動する方向に直交する方向（ｙ方向）については、Ｘ線管１２が移動してもｙ方向におけるマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４の位置は変動しない。このため、ｙ方向については、マーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４の検出に支障がない程度に、マーカＭ１〜Ｍ４の間隔を空けるようにすればよい。

ここで、本実施形態においては、一定値Ｃ０は、図４に示す移動範囲ｓ０、線源距離ｓｚおよび距離ｍｚを用いて下記の式（４）により決定する。

Ｃ０＝ｓ０×ｍｚ／ｓｚ （４）
なお、移動範囲ｓ０、線源距離ｓｚおよび距離ｍｚは撮影部位に応じた標準値が記憶部２８に記憶されているため、撮影部位に応じて異なるものとなる。なお、撮影部位に応じた一定値Ｃ０は、あらかじめ算出されて記憶部２８に記憶しておき、マーカＭ１〜Ｍ４の配置時に表示部２６に表示するようにしてもよく、あらかじめ印刷して操作者に渡しておいてもよい。また、撮影部位に拘わらず固定された値を用いるようにしてもよい。この場合、一定値Ｃ０としてはパラメータに応じて定まる最大値を使用することが好ましい。とくに、固定された値を用いる場合には、複数のマーカを撮影台天板４上に固定したり、複数のマーカを支持体に固定したりすることができるため、マーカを配置する際の操作者の負担を軽減できる。

さらに、Ｘ線撮影装置１０は、Ｘ線撮影装置１０の各部を制御するための制御部３４を備える。制御部３４は、操作部２４からの指示に応じてＸ線撮影装置１０の各部を制御する。また、制御部３４は、記憶部２８に記憶されたＸ線管１２の管電圧および管電流、並びにＸ線の曝射時間によりＸ線管１２に基づいて、被写体２へのＸ線照射量を制御する。

次いで本実施形態において行われる処理について説明する。図９は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、ここでは、Ｘ線管１２のみを移動し、検出器１４は移動させないでトモシンセシス撮影を行うものとして説明する。また、処理の開始前には、操作者がコリメータ６を用いてＸ線の照射範囲を設定し、Ｘ線の照射範囲と検出器１４との位置関係、さらには被写体２との位置関係を確認しながら、マーカＭ１〜Ｍ４を撮影台天板４に配置する。この際、Ｘ線管１２の移動方向に並ぶマーカＭ１〜Ｍ４の間隔は、一定値Ｃ０以上となるように配置する。

操作者による処理開始の指示を操作部２４が受け付けることにより制御部３４が処理を開始し、Ｘ線管１２を移動させつつトモシンセシス撮影を行い（ステップＳＴ１）、画像取得部２０が複数の撮影画像を取得する（ステップＳＴ２）。次いで、マーカ像検出部３２が、複数の撮影画像のうちの１つの基準画像Ｇｋからマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を検出し（ステップＳＴ３）、続いて、複数の撮影画像のそれぞれに対して、マーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４の検出範囲Ａ１〜Ａ４を設定する（ステップＳＴ４）。そして、マーカ像検出部３２は、基準画像Ｇｋ以外の他の撮影画像について、検出範囲Ａ１〜Ａ４においてそれぞれ対応するマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を検出する（ステップＳＴ５）。

次いで、再構成部２２が、複数の撮影画像のそれぞれについて、マーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を用いて必要とする断層の位置おいて、撮影画像の対応する画素を位置合わせして加算することにより複数の撮影画像を再構成して断層画像を生成し（ステップＳＴ６）、処理を終了する。なお、生成された断層画像は、不図示のＨＤＤ等の記憶装置に記憶されるか、またはネットワークを介して外部のサーバに送信される。ここで、本実施形態においては、４つのマーカＭ１〜Ｍ４を使用し、４つのマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４が検出されるため、対象となる位置の位置合わせを行う場合、マーカ像の移動量は、４つのマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４の移動量の平均値、中間値等の代表値を用いればよい。また、位置合わせを行う画素が検出領域Ａ１〜Ａ４のいずれに属するかに応じて、マーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４のいずれかの移動量を用いるようにしてもよい。

このように、本実施形態においては、複数のマーカＭ１〜Ｍ４をＸ線管１２と検出器１４との相対的な移動方向に沿って並べるに際し、複数のマーカＭ１〜Ｍ４のＸ線管１２と検出器１４との相対的な移動方向における間隔を一定値Ｃ０以上離すようにしたため、撮影画像において複数のマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４が移動方向において近接することが無くなる。このため、とくに同一形状の複数のマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を区別して精度良く検出しやすくすることができ、その結果、複数のマーカを用いての撮影画像の位置合わせを精度良く行うことができる。

また、同一形状の複数のマーカを用いることにより、マーカ像を検出する際に用意するパターンは１種類のみでよいこととなる。このため、マーカ像検出部３２における検出の処理を効率よく行うことができる。

なお、上記実施形態においては、複数の撮影画像のうちの１つの撮影画像を基準画像としてマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を検出しているが、通常の撮影前に、マーカ像を検出するためのプレショット撮影を行い、これにより取得されるプレショット画像を用いてマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４の検出および検出範囲Ａ１〜Ａ４の設定を行うようにしてもよい。なお、プレショット撮影は、例えば、Ｘ線管１２をその移動範囲の中心位置に配置して行えばよい。

また、上記実施形態においては、同一形状の複数のマーカを用いているが、異なる形状の複数のマーカを用いてもよいことはもちろんである。

また、上記実施形態においては、Ｘ線管１２のみを移動させているが、Ｘ線管１２と検出器１４とを同期させて移動させるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、被写体を臥位にて撮影台に載置してトモシンセシス撮影を行っているが、立位の撮影台を用いてトモシンセシス撮影を行う場合にも本願発明を適用できることはもちろんである。

また、上記実施形態においては、特許文献４，５に記載されたように、複数の撮影画像から検出した複数のマーカ像に基づいて、複数の撮影画像のそれぞれについての検出器１４に対するＸ線管１２の位置を推定するようにしてもよい。この場合においても、本実施形態によれば、複数のマーカ像ＭＰ１〜ＭＰ４を区別して精度よく検出できるため、Ｘ線管１２の位置を精度よく推定することができる。

２ 被写体
４ 撮影台天板
６ コリメータ
１０ Ｘ線撮影装置
１２ Ｘ線管
１４ 検出器
１６，１８ 移動機構
２０ 画像取得部
２２ 再構成部
２４ 操作部
２６ 表示部
２８ 記憶部
３０ 演算部
３２ マーカ像検出部
３４ 判定部

Claims (8)

1. 複数のマーカとともに被写体に放射線を照射する放射線源と、
   前記被写体を透過した放射線を検出する検出手段と、
   前記放射線源を前記検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の線源位置にそれぞれ対応する複数の撮影画像を取得する画像取得手段とを備えた放射線撮影装置であって、
   前記複数のマーカが前記相対的な移動方向に沿って並べられてなり、該相対的な移動方向に沿って並べられた複数のマーカの間隔が、前記放射線源の移動範囲、前記検出手段の検出面と前記放射線源との距離、および前記検出手段の検出面と前記複数のマーカが配置されている配置面との距離に基づいて決定される一定値以上離れていることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記複数のマーカは形状が同一のマーカであることを特徴とする請求項１記載の放射線撮影装置。
3. 前記放射線源の移動範囲をｓ０、前記検出手段の検出面と前記放射線源との距離をｓｚ、前記検出面と前記配置面との距離をｍｚ、前記一定値をＣ０としたとき、該一定値Ｃ０をＣ０＝ｓ０×ｍｚ／ｓｚにより決定することを特徴とする請求項１または２記載の放射線撮影装置。
4. 前記複数の撮影画像から前記複数のマーカ像をそれぞれ検出するマーカ像検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線撮影装置。
5. 前記マーカ像検出手段は、前記複数の撮影画像を取得する撮影前のプレ撮影により取得されたプレ画像、または前記複数の撮影画像のうちの基準画像から、前記複数のマーカ像のそれぞれを区別して検出し、該検出結果を用いて前記複数の撮影画像または該複数の撮影画像のうちの前記基準画像以外の他の撮影画像のそれぞれから、前記複数のマーカのマーカ像をそれぞれ対応づけて検出する手段であることを特徴とする請求項４記載の放射線撮影装置。
6. 前記マーカ像検出手段は、前記複数の撮影画像または前記他の撮影画像の、前記複数のマーカのそれぞれについての前記一定値に基づいて定められる検出領域内において、前記複数のマーカ像をそれぞれ検出する手段であることを特徴とする請求項５記載の放射線撮影装置。
7. 前記複数のマーカ像に基づいて、前記複数の撮影画像における互いに対応する画素位置の幾何学的なズレを検出し、該ズレに基づいて前記複数の撮影画像を位置合わせして再構成することにより、前記被写体の断層画像を生成する画像再構成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６記載の放射線撮影装置。
8. 複数のマーカとともに被写体に放射線を照射する放射線源と、
   前記被写体を透過した放射線を検出する検出手段と、
   前記放射線源を前記検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の線源位置にそれぞれ対応する複数の撮影画像を取得する画像取得手段とを備えた放射線撮影装置における放射線撮影方法であって、
   前記複数のマーカを前記相対的な移動方向に沿って並べ、該相対的な移動方向に沿って並べられた複数のマーカの間隔を、前記放射線源の移動範囲、前記検出手段の検出面と前記放射線源との距離、および前記検出手段の検出面と前記複数のマーカが配置されている配置面との距離に基づいて決定される一定値以上離すことを特徴とする放射線撮影方法。

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