JP5567944B2 - 放射線撮影装置および方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、断層画像を生成するトモシンセシス撮影を行うための放射線撮影装置および方法並びにプログラム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、異なる照射角となる複数の照射位置において被写体を撮影することにより複数の撮影画像を取得し、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの撮影画像を再構成して断層画像を生成する。

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うことが多い。

このような照射野絞りを用いたトモシンセシス撮影において、Ｘ線検出器におけるＸ線が照射された領域に対応する部分のみから信号を読み出すことにより、撮影画像の画像データのデータ量を低減する手法が提案されている（特許文献１参照）。また、再構成された断層画像のサイズのＸ線管からの距離に応じた相違をなくすために、断層画像を同一サイズとなるようにトリミングする手法も提案されている（特許文献２参照）。

特開２００５−１９９０６２号公報 特開２００８−０１２３１９号公報

ところで、断層画像を生成する断層面の高さ方向の範囲は、断層面の範囲および断層面の間隔等のパラメータを用いて、撮影部位に応じて設定することにより求められる。また、高さ方向に直交する面内の範囲は、Ｘ線検出器のサイズを考慮して設定される。

しかしながら、被写体の部位によっては、診断の対象となる範囲がＸ線検出器のサイズあるいは照射野絞りを用いたＸ線の照射範囲よりも小さい場合がある。このような場合には、複数の撮影画像をそのまま用いた場合、あるいは特許文献１に記載された手法のようにＸ線が照射された領域に対応する部分のみから信号を読み出したとしても、診断に必要な再構成範囲は特定されないため、診断に不要な領域まで再構成するための処理時間が余分に必要となったり、所定の範囲を再構成した後に、特許文献２に記載された手法のようにトリミングを行う等の、余分は処理が必要となったりしていた。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、トモシンセシス撮影において、診断に必要な領域の断層画像を効率よく生成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、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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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、
前記放射線の照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定する再構成範囲設定手段と、
前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成する再構成手段とを備えたことを特徴とするものである。

「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。また、移動は、直線に沿った移動および円弧に沿った移動のいずれであってもよい。

「放射線の照射範囲」とは、本発明による放射線撮影装置内において放射線源から発せられた放射線が照射される範囲であり、検出手段上における２次元的な照射範囲であってもよく、放射線源から発せられた放射線の光束により規定される３次元的な照射範囲であってもよい。

なお、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における前記断層画像の再構成に必要な領域を特定し、前記複数の撮影画像のそれぞれから前記特定された領域を切り出すことにより得られた領域画像および前記複数の撮影画像における前記領域を表す領域情報を記録する記録手段をさらに備えるものとしてもよい。

また、本発明による放射線撮影装置においては、前記再構成範囲設定手段を、最初の照射位置に対応する撮影画像から、前記照射範囲を特定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、前記再構成範囲設定手段を、所定線源位置において前記放射線源から前記被写体に前記放射線を照射するプレショット撮影を行うことにより取得したプレショット画像に基づいて、前記照射範囲を特定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、前記再構成範設定手段を、前記複数の撮影画像に基づいて前記照射範囲を特定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、前記放射線源と前記被写体との間に設けられ、前記被写体上に前記放射線の照射領域を設定するための開口を形成する照射野絞り手段をさらに備えるものとし、
前記再構成範囲設定手段を、前記照射野絞り手段の設定値に基づいて前記照射範囲を特定する手段としてもよい。

本発明による放射線撮影方法は、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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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、
前記放射線の照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定し、
前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成することを特徴とするものである。

なお、本発明による放射線撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

本発明によれば、放射線の照射範囲に基づいて、複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲が設定され、この再構成範囲において複数の撮影画像が再構成されて断層画像が生成される。このため、診断に不要な領域まで再構成を行うことがなくなり、その結果、再構成のための処理の演算時間を短縮することができる。また、生成された断層画像から診断に不要な領域を削除する処理を行う必要もなくなる。したがって、本発明によれば、診断に必要な領域の断層画像を効率よく生成できることとなる。

ここで、再構成を行って断層画像の再構成を行った後に、異なる断層面における断層画像を再構成したり、再構成を行う処理について異なるアルゴリズムを適用したり、フィルタ逆投影法を用いる場合におけるフィルタ特性を変更する等して、再構成を再度行う場合がある。このような再度の再構成を行うためには、複数の撮影画像を記録媒体に記録して保存おく必要がある。この際に、複数の撮影画像における断層画像の再構成に必要な領域を特定し、複数の撮影画像のそれぞれから特定された領域を切り出すことにより得られる領域画像および複数の撮影画像における領域を表す領域情報を記録媒体に記録することにより、記録する撮影画像の容量を低減することができる。

本発明の第１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 Ｘ線管の照射位置と撮影画像におけるＸ線の照射範囲との関係を示す図 第１の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図 第１の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図 第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 第２の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図 第２の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図 第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 第４の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図 第４の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図

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は本発明の第１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、第１の実施形態による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軌道に沿って矢印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、移動機構１６は後述する制御部により制御されてＸ線管１２を移動する。

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。

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軌道に沿って矢印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、Ｘ線管１２の移動による複数の照射位置（すなわち被写体にＸ線を照射する位置）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、移動中の複数の照射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。本実施形態においては、再構成部２２は、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの撮影画像を再構成して断層画像を生成するものとする。また、本実施形態においては、再構成部２２は、後述する再構成範囲設定部３２が設定した再構成範囲Ｒ０においてのみ、複数の撮影画像を再構成して断層画像を生成する。

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したがって、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、Ｘ線管１２の管電圧および管電流、並びにＸ線の照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、Ｘ線管１２の管電圧および管電流、並びにＸ線の照射時間等は、これらがそのまま撮影条件となりうるものである。

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。断層角度は、基準面上の基準点から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。なお、基準点としては検出器１４の重心を通る垂線と基準面との交点を用いることができる。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、各ショットにおいて行われるＸ線照射の時間間隔である。

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、各撮影におけるＸ線管１２の位置（以下照射位置とする）、撮影時間および線源走行速度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。

また、Ｘ線撮影装置１０は再構成範囲設定部３２を備える。ここで、通常のトモシンセシス撮影を行う場合、操作者は、操作部２４を用いて、断層画像を再構成する被写体２の高さ方向の範囲Ｈ０（撮影台天板４からの高さ方向の範囲）、および高さ方向の中心面Ｂ０を設定する。なお、設定した範囲Ｈ０および中心面Ｂ０の位置の情報は、記憶部２８に記憶される。再構成範囲設定部３２は、最初の撮影により取得した撮影画像および記憶部２８に記憶されている範囲Ｈ０および中心面Ｂ０の位置の情報に基づいて、被写体２における断層画像を再構成する範囲を設定する。以下、再構成範囲の設定について説明する。

図２はＸ線管１２の照射位置と撮影画像におけるＸ線の照射範囲との関係を示す図である。図２に示すように、Ｘ線管１２がその移動範囲の両端部、すなわち最初の照射位置Ｓ１および最後の照射位置Ｓｎにある場合、撮影画像Ｇ１，ＧｎにおけるＸ線の照射範囲Ａ１，Ａｎは台形状に歪み、Ｘ線管１２が移動範囲の中央の照射位置Ｓｃにある場合、撮影画像ＧｃにおけるＸ線の照射範囲Ａｃは、コリメータ６の開口部の形状に対応する長方形または正方形となっている。

第１の実施形態においては、再構成範囲設定部３２は、１回目の照射位置において取得した撮影画像Ｇ１からＸ線の照射範囲Ａ１を検出する。具体的には、特開平６−３１４３３９号に記載された方法のように、撮影画像Ｇ１中の直線成分を求めることにより、照射範囲を検出する。この方法は、撮影画像Ｇ１に対して微分処理を施して画像中のエッジ成分を抽出し、抽出されたエッジ成分の点列に対してハフ変換を施し、ハフ変換の関数値にしたがうヒストグラムを作成し、そのヒストグラムの頻度のピーク点を検出して、撮影画像Ｇ１中からその検出されたピーク点に対応する直線成分を抽出するものである。そして、抽出された直線成分により囲まれる領域をＸ線の照射範囲Ａ１として検出する。なお、Ｘ線の照射範囲を検出する手法は、上記手法に限定されるものではなく、任意の手法を用いることが可能である。

そして、再構成範囲設定部３２は、照射範囲Ａ１の検出結果を用いて、断層画像の再構成範囲を設定する。図３および図４は第１の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図である。なお、図３および図４、並びに以降の説明において、Ｘ線管１２が移動する方向をｘ方向、これに直交する方向をｙ方向、紙面の上下方向をｚ方向とする。図３および図４に示すように、Ｘ線管１２が最初の照射位置Ｓ１に位置するときに被写体２にＸ線を照射すると、被写体２を透過したＸ線は検出器１４に照射される。この際、検出器１４におけるＸ線の照射範囲は、撮影画像Ｇ１から検出した照射範囲Ａ１に相当する。一方、断層画像を再構成する高さ方向の範囲Ｈ０および中心面Ｂ０の情報は記憶部２８に記憶されている。

再構成範囲設定部３２は、まず図３に示すように、ｘ方向において、範囲Ｈ０の最下面と、照射位置Ｓ１および照射範囲Ａ１における最も照射位置Ｓ１から離れた位置を結ぶ直線との交点Ｃ１を求める。また、再構成範囲設定部３２は、範囲Ｈ０の最上面と、照射位置Ｓ１および照射範囲Ａ１における最も照射位置Ｓ１に近い位置を結ぶ直線との交点Ｃ２を求める。そして、範囲Ｈ０内において、交点Ｃ１を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ１および交点Ｃ２を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ２をそれぞれ設定する。

次いで、再構成範囲設定部３２は、図４に示すように、ｙ方向において、範囲Ｈ０の最下面と、照射位置Ｓ１および照射範囲Ａ１の両端を結ぶ直線との交点Ｃ３，Ｃ４を求める。そして、範囲Ｈ０内において、交点Ｃ３を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ３および交点Ｃ４を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ４をそれぞれ設定する。

そして、再構成範囲設定部３２は、面Ｍ１〜Ｍ４、並びに範囲Ｈ０の最上面および最下面により囲まれる直方体状の３次元空間を、断層画像の再構成範囲Ｒ０として設定する。

また、Ｘ線撮影装置１０は、断層画像および複数の撮影画像を記録する記録制御部３４を備える。なお、記録制御部３４は、例えばハードディスクおよび半導体メモリ等からなる記録媒体３６に断層画像および複数の撮影画像を記録する。ここで、第１の実施形態においては、再構成範囲設定部３２が断層画像の再構成範囲Ｒ０を設定し、再構成部２２が設定された再構成範囲Ｒ０においてのみ断層画像を生成する。このため、再構成時には、撮影画像の全領域は使用されず、Ｘ線の照射領域内における一部の領域のみが断層画像の再構成に使用されることとなる。

このため、記録制御部３４は、複数の撮影画像から断層画像の再構成に使用した領域（以下再構成領域とする）を切り出すとともに、撮影画像における再構成領域の四隅を特定する座標値を領域情報として取得する。そして、複数の撮影画像に代えて、再構成領域および領域情報を記録媒体３６に記録する。

なお、再構成部２２は、具体的には下記のように断層画像を生成する。すなわち、設定した再構成範囲において、再構成を行う断層面上の各点の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）、ｉ（ｉ＝１〜ｎ）番目の撮影画像への各点の投影位置の座標を（ｔｉ，ｓｉ）、投影位置（ｔｉ，ｓｉ）の画素値をＰｉ（ｔｉ，ｓｉ）とすると、下記の式（１）を用いて、断層面上の各点の再構成像の信号値Ｔｚ（ｘ，ｙ）を算出することにより、断層画像を生成する。なお、式（１）において、（ｓｘｉ，ｓｙｉ，ｓｚｉ）は、基準線源位置Ｓｂを基準とした、ｉ番目の撮影画像を取得した際の線源位置の位置座標である。

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３８を備える。制御部３８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。

次いで第１の実施形態において行われる処理について説明する。図５は第１の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。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３８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が最初の照射位置Ｓ１における撮影画像Ｇ１を取得する（ステップＳＴ２）。

次いで、再構成範囲設定部３２が、上述したように撮影画像Ｇ１を用いて再構成範囲Ｒ０を設定する（ステップＳＴ３）。一方、制御部３８はトモシンセシス撮影を続け（ステップＳＴ４）、画像取得部２０が複数の撮影画像を取得する（ステップＳＴ５）。なお、ステップＳＴ４およびステップＳＴ５の処理は、ステップＳＴ２の処理と並列に行うようにしてもよい。そして、再構成部２２が再構成範囲Ｒ０内においてのみ断層画像が生成されるように複数の撮影画像を再構成して、断層画像を生成する（ステップＳＴ６）。そして、記録制御部３４が、複数の撮影画像から、断層画像の再構成に使用した再構成領域を切り出すとともに領域情報を取得し（ステップＳＴ７）、複数の撮影画像についての再構成領域の画像および領域情報を記録媒体３６に記録し（ステップＳＴ８）、処理を終了する。

このように、第１の実施形態においては、複数の撮影画像における照射範囲の情報に基づいて、複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲Ｒ０を設定し、この再構成範囲Ｒ０において断層画像を再構成するようにしたものである。このため、診断に不要な領域まで再構成を行うことがなくなり、その結果、再構成のための処理の演算時間を短縮することができる。また、生成された断層画像から診断に不要な領域を削除する処理を行う必要もなくなる。したがって、本実施形態によれば、診断に必要な領域の断層画像を効率よく生成できることとなる。

ここで、再構成を行って断層画像の再構成を行った後に、異なる断層面における断層画像を再構成したり、再構成を行う処理について異なるアルゴリズムを適用したり、フィルタ逆投影法を用いる場合におけるフィルタ特性を変更する等して、再構成を再度行う場合がある。このような再度の再構成を行うためには、複数の撮影画像を記録媒体３６に記録して保存しておく必要がある。本実施形態においては、複数の撮影画像における断層画像の再構成に必要な再構成領域を切り出し、再構成領域の画像および再構成領域を特定する領域情報を記録媒体３６に記録するようにしたため、複数の撮影画像をそのまま記録する場合と比較して、記録する画像の容量を低減することができる。

次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態による放射線撮影装置を適用したＸ線撮影装置は、第１の実施形態によるＸ線撮影装置と同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。

ここで、トモシンセシス撮影を行う場合において、撮影前に低線量のＸ線を被写体に照射するプレショット撮影を行い、プレショット画像およびプレショット撮影時の撮影条件を用いて、トモシンセシス撮影を行う際のＸ線量を設定することが行われている。第２の実施形態においては、このプレショット撮影により取得したプレショット画像を用いて、再構成範囲Ｒ０を設定するようにした点が第１の実施形態と異なる。なお、プレショット撮影は、Ｘ線管１２をその移動範囲の中央位置Ｓｃ位置に停止して、低線量のＸ線を被写体２に照射することにより行われる。このため、再構成範囲設定部３２は、プレショット画像におけるＸ線の照射範囲Ａｃを検出する。

そして、第２の実施形態においては、再構成範囲設定部３２は、照射範囲Ａｃの検出結果を用いて、断層画像の再構成範囲を設定する。図６および図７は第２の実施形態における断層画像の再構成範囲の設定を説明するための図である。なお、図６および図７において、座標系は図３および図４と同一である。図６および図７に示すように、Ｘ線管１２が中央の照射位置Ｓｃに位置するときに被写体２にＸ線を照射すると、被写体２を透過したＸ線は検出器１４に照射される。この際、検出器１４におけるＸ線の照射範囲は、プレショット画像から検出した照射範囲Ａｃに相当する。一方、断層画像を再構成する高さ方向の範囲Ｈ０および中心面Ｂ０の情報は記憶部２８に記憶されている。

再構成範囲設定部３２は、まず図６に示すように、ｘ方向において、範囲Ｈ０の最下面と、中央の照射位置Ｓｃおよび照射範囲Ａｃの両端を結ぶ直線との交点Ｃ１１，Ｃ１２を求める。そして、範囲Ｈ０内において、交点Ｃ１１を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ１１および交点Ｃ１２を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ１２をそれぞれ設定する。

次いで、再構成範囲設定部３２は、図７に示すように、ｙ方向において、範囲Ｈ０の最下面と、照射位置Ｓｃおよび照射範囲Ａｃの両端を結ぶ直線との交点Ｃ１３，Ｃ１４を求める。そして、範囲Ｈ０内において、交点Ｃ１３を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ１３および交点Ｃ１４を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ１４をそれぞれ設定する。

そして、再構成範囲設定部３２は、面Ｍ１１〜Ｍ１４、並びに範囲Ｈ０の最上面および最下面により囲まれる直方体状の３次元空間を、断層画像の再構成範囲Ｒ０として設定する。

次いで第２の実施形態において行われる処理について説明する。図８は第２の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。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３８が処理を開始し、Ｘ線管１２のその移動範囲の中央位置に移動してプレショット撮影を行う（ステップＳＴ１１）。そして、再構成範囲設定部３２が、プレショット画像に基づいて上述したように再構成範囲Ｒ０を設定する（ステップＳＴ１２）。

次いで、制御部３８が、Ｘ線管１２を最初の照射位置に移動した後、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ＳＴ１３）、画像取得部２０が複数の撮影画像を取得する（ステップＳＴ１４）。なお、ステップＳＴ１３およびステップＳＴ１４の処理は、ステップＳＴ１２の処理と並列に行うようにしてもよい。そして、再構成部２２が再構成範囲Ｒ０内においてのみ断層画像が生成されるように複数の撮影画像を再構成して、断層画像を生成する（ステップＳＴ１５）。そして、記録制御部３４が、複数の撮影画像から、断層画像の再構成に使用した再構成領域を切り出すとともに領域情報を取得し（ステップＳＴ１６）、複数の撮影画像についての再構成領域の画像および領域情報を記録媒体３６に記録し（ステップＳＴ１７）、処理を終了する。

次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態による放射線撮影装置を適用したＸ線撮影装置は、第１の実施形態によるＸ線撮影装置と同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。上記第１の実施形態においては、最初の照射位置において取得した撮影画像Ｇ１を用いて再構成範囲Ｒ０を設定しているが、第３の実施形態においては、最初の照射位置Ｓ１、中央の照射位置Ｓｃおよび最後の照射位置Ｓｎにおいて取得した３つの撮影画像Ｇ１，Ｇｃ，Ｇｎを用いて再構成範囲Ｒ０を設定するようにした点が第１の実施形態と異なる。

ここで、第３の実施形態において再構成範囲Ｒ０を設定する場合、３つの撮影画像Ｇ１，Ｇｃ，Ｇｎのそれぞれに対応した３つの再構成範囲Ｒ１，Ｒｃ，Ｒｎを設定することができる。第３の実施形態においては、設定した３つの再構成範囲Ｒ１，Ｒｃ，Ｒｎのすべてを含む範囲を、最終的な再構成範囲Ｒ０として設定する。なお、設定した３つの再構成範囲Ｒ１，Ｒｃ，Ｒｎにおいて共通する範囲を、最終的な再構成範囲Ｒ０として設定するようにしてもよい。

次いで第３の実施形態において行われる処理について説明する。図９は第３の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。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３８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ＳＴ２１）、画像取得部２０が複数の撮影画像を取得する（ステップＳＴ２２）。

次いで、再構成範囲設定部３２が、上述したように最初の撮影画像Ｇ１、中央の撮影画像Ｇｃおよび最後の撮影画像Ｇｎを用いて再構成範囲Ｒ１，Ｒｃ，Ｒｎを設定し（ステップＳＴ２３）、さらに最終的な再構成範囲Ｒ０を設定する（ステップＳＴ２４）。なお、撮影画像はＧ１，Ｇｃ，Ｇｎの順に取得されるため、ステップＳＴ２３の処理においては、取得された撮影画像を順次用いて再構成範囲Ｒ１，Ｒｃ，Ｒｎを設定するようにすればよい。

そして、再構成部２２が再構成範囲Ｒ０内においてのみ断層画像が生成されるように複数の撮影画像を再構成して、断層画像を生成する（ステップＳＴ２５）。そして、記録制御部３４が、複数の撮影画像から、断層画像の再構成に使用した再構成領域を切り出すとともに領域情報を取得し（ステップＳＴ２６）、複数の撮影画像についての再構成領域の画像および領域情報を記録媒体３６に記録し（ステップＳＴ２７）、処理を終了する。

このように、複数の撮影画像を用いて再構成範囲Ｒ０を設定することにより、例えば、撮影画像の照射範囲を検出する際にミスが生じる等しても、再構成範囲Ｒ０を設定することができるため、断層画像を生成することが可能となる。

なお、第３の実施形態においては、照射範囲の両端および中央の照射位置において取得した３つの撮影画像を用いているが、これら以外の照射位置において取得した２またはそれ以上の撮影画像を用いて再構成範囲Ｒ０を設定するようにしてもよい。また、すべての撮影画像を用いて再構成範囲Ｒ０を設定してもよいことはもちろんである。

また、上記第１から第３の実施形態においては、撮影画像を用いて再構成範囲Ｒ０を設定しているが、コリメータ６におけるＸ線が透過する開口部の大きさの設定値を取得し、これに基づいて再構成範囲Ｒ０を設定するようにしてもよい。この場合、コリメータ６の開口部の大きさの設定値は記憶部２８に記憶され、再構成範囲設定部３２は、記憶部２８に記憶された開口部の大きさの設定値を用いて再構成範囲Ｒ０を設定する。以下、これを第４の実施形態として説明する。

図１０および図１１は第４の実施形態における再構成範囲の設定を説明するための図である。なお、図１０および図１１において、座標系は図３および図４と同一である。ここで、記憶部２８は線源距離および開口部の大きさの設定値が記憶されているため、Ｘ線管１２がその移動範囲の中央位置Ｓｃにあるとした場合のＸ線の空間的照射範囲ＤＡは、線源距離および開口部の設定値から算出することができる。また、断層画像を再構成する高さ方向の範囲Ｈ０および中心面Ｂ０は操作者により装置１０に入力されて、記憶部２８に記憶されている。

したがって、第４の実施形態においては、まず図１０に示すように、ｘ方向において、範囲Ｈ０の最下面と、空間的照射範囲ＤＡのｘ方向の範囲を規定する直線との交点Ｃ２１，Ｃ２２を求める。そして、範囲Ｈ０内において、交点Ｃ２１を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ２１および交点Ｃ２２を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ２２をそれぞれ設定する。

次いで、再構成範囲設定部３２は、図１１に示すように、ｙ方向において、範囲Ｈ０の最下面と、空間的照射範囲ＤＡのｙ方向の範囲を規定する直線との交点Ｃ２３，Ｃ２４を求める。そして、範囲Ｈ０内において、交点Ｃ２３を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ２３および交点Ｃ２４を通り中心面Ｂ０に垂直な面Ｍ２４をそれぞれ設定する。

そして、再構成範囲設定部３２は、面Ｍ１１〜Ｍ１４、並びに範囲Ｈ０の最上面および最下面により囲まれる直方体状の３次元空間を、断層画像の再構成範囲Ｒ０として設定する。

このように第４の実施形態においては、撮影画像を用いることなく、断層画像の再構成範囲Ｒ０を設定することが可能となる。

なお、上記第１から第４の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、上記第１から第４の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発明を適用できることはもちろんである。

また、上記第１から第４の実施形態においては、複数の撮影画像から切り出した再構成領域および領域情報を記録媒体３６に記録しているが、複数の撮影画像をそのまま記録媒体３６に記録してもよい。

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 再構成範囲設定部
３４ 記録制御部
３６ 記録媒体
３８ 制御部

Claims (7)

1. 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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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、
   最初の照射位置に対応する撮影画像から、前記放射線の照射範囲を特定し、該照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定する再構成範囲設定手段と、
   前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成する再構成手段とを備えたことを特徴とする放射線撮影装置。
2. 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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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、
   所定線源位置において前記放射線源から前記被写体に前記放射線を照射するプレショット撮影を行うことにより取得したプレショット画像に基づいて、前記放射線の照射範囲を特定し、該照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定する再構成範囲設定手段と、
   前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成する再構成手段とを備えたことを特徴とする放射線撮影装置。
3. 前記複数の撮影画像における前記断層画像の再構成に必要な領域を特定し、前記複数の撮影画像のそれぞれから前記特定された領域を切り出すことにより得られた領域画像および前記複数の撮影画像における前記領域を表す領域情報を記録する記録手段をさらに備えた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. 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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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において、
   最初の照射位置に対応する撮影画像から、前記放射線の照射範囲を特定し、該照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定し、
   前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成することを特徴とする放射線撮影方法。
5. 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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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において、
   所定線源位置において前記放射線源から前記被写体に前記放射線を照射するプレショット撮影を行うことにより取得したプレショット画像に基づいて、前記放射線の照射範囲を特定し、該照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定し、
   前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成することを特徴とする放射線撮影方法。
6. 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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
   最初の照射位置に対応する撮影画像から、前記放射線の照射範囲を特定し、該照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定する手順と、
   前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
7. 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照射位置において前記被写体に前記放射線を照射して、前記複数の照射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をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
   所定線源位置において前記放射線源から前記被写体に前記放射線を照射するプレショット撮影を行うことにより取得したプレショット画像に基づいて、前記放射線の照射範囲を特定し、該照射範囲に基づいて、前記複数の撮影画像から断層画像を再構成する再構成範囲を設定する手順と、
   前記再構成範囲において、前記複数の撮影画像を再構成することにより前記断層画像を生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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