JP5702236B2 - X線撮影装置およびそのキャリブレーション方法 - Google Patents
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Description
トモシンセシス撮影では、例えば、X線源をX線検出器と平行に移動させたり、円、楕円等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て、これらの撮影画像を再構成して断層画像を作成する。
従来、トモシンセシス撮影においては、既定のマーカーアッセンブリを用いてキャリブレーションデータを生成する方法が知られている。しかし、この方法では、マーカの精度管理を要する点、SID(X線管焦点・受像面間距離)、X線源の角度、ショット数等の撮影条件毎にキャリブレーションデータを生成する必要がある点等の難点がある。
特許文献2には、被検体の撮影部位にマーカを有するサポータを装着し、この撮影部位のマスク像とライブ像とを撮影し、マスク像のマーカの位置とライブ像のマーカの位置との誤差を計算してこれが一致するようにしてサブトラクションを行い、カテタリゼーションテーブルの位置ずれにより生じるサブトラクション画像のノイズ発生を防止するX線画像撮影装置が開示されている。
この場合においても、キャリブレーションデータを生成するために、マーカの精度管理を要する点、SID(X線管焦点・受像面間距離)、X線源の角度、ショット数等の撮影条件毎にキャリブレーションデータを生成する必要がある点等の難点がある。
前記画像処理部は、前記X線源の撮影位置毎に、前記X線検出器に対する前記傾きを求めることが好ましい。また、前記画像処理部は、前記X線検出器に対する前記傾きを、前記断層画像の再構成に用いることが好ましい。
前記画像処理部は、さらに前記撮影された各画像についてマーカ像の大きさの変動を算出し、この変動を用いて前記X線源と前記X線検出器との距離を求めて、前記X線検出器に対する傾きとして、前記X線検出器の表面と直交する面内での第2の傾きを求めることが好ましい。
前記X線源の撮影位置毎に、前記X線検出器に対する前記傾きを求めることが好ましい。
さらに前記撮影された各画像についてマーカ像の大きさの変動を算出し、この変動を用いて前記X線源と前記X線検出器との距離を求めて、前記X線検出器に対する傾きとして、前記X線検出器の表面と直交する面内での第2の傾きを求める工程を有することが好ましい。
図1は、本発明の実施形態に係るX線撮影装置を示す模式図である。
X線撮影装置10は、例えば、臥位、立位、マンモのトモシンセシス撮影に用いることができる。
X線撮影装置10は、X線検出器18は、ビルトインを用いることができる。また、X線撮影装置10は、カセッテの位置がキャリブレーション前後で変わらなければ、カセッテタイプのX線検出器18を用いることができる。
制御部30は、入力部28から入力される指示入力信号に従って、X線源12、移動部14およびX線源制御部15によるX線画像撮影、画像処理部22における画像処理、表示部24における画面表示、および出力部26における出力処理等、X線撮影装置10の動作を制御するものである。
なお、レール13は、図2に示すように、X線源12の移動方向(y方向)とX線検出器18の長手方向(Y方向)とが一致するように、すなわち、X線源12の移動方向(y方向)とX線検出器18の長手方向(Y方向)とが平行に配置されている。
なお、移動部14は、X線源12をレール13に沿って直線移動させることができ、かつ所定の撮影位置にX線源12を停止させることができれば、その構成は特に限定されるものではない。
また、X線源12の移動経路は、直線に限定されるものではなく、円弧状であってもよく、この場合、レール13が円弧状に設けられる。
X線源12は、X線源制御部15に接続されている。このX線源制御部15により、X線源12によるX線の照射およびX線の照射角度が制御される。撮影条件に応じて、移動部14によりX線源12が所定の撮影位置に移動された後、X線源制御部15により、被写体Mの方向にX線の照射角度を変えられた後、X線源12から所定強度のX線を所定の時間だけ照射させる。すなわち、X線源12から、所定の照射量(線量)のX線を被写体Mに向けて照射させる。
また、撮影台16の裏面16bにフラットタイプ(平板状)のX線検出器18(以下、FPD18という)が、レール13に対向して設けられている。本実施形態においては、上述のように、FPD18の長手方向(Y方向、図2参照)と、レール13の長手方向、すなわち、X線源12の移動方向(y方向)とが平行になるように設置される。
FPD18としては、X線(放射線)を電荷に直接変換する直接方式、X線(放射線)を一旦光に変換し、変換された光をさらに電気信号に変換する間接方式等、各種方式のものが利用可能である。また、X線源12の移動方向に対してFPD18を移動可能に構成してもよい。
マーカ20は、被写体Mのトモシンセシス撮影を行う前、例えば、装置起動時に撮影され、撮影された複数枚の投影データ(X線画像)のキャリブレーションのために用いられるものである。
また、マーカ20は、撮影台16に対して着脱自在であってもよい。この場合、キャリブレーションのときにだけ、例えば、装置起動時等に、マーカ20を撮影台16上に適当に設置して撮影すれば、キャリブレーションすることができる。このように、マーカ20を着脱自在にすることにより、容易にキャリブレーションすることができる。
また、記憶部22aには、後述するように、投影データにおけるマーカ20の設計上の大きさ、ならびにずれ量(シフト量δ)の閾値等も記憶される。
なお、X線源12の位置情報(X線管球位置情報)は、設計値(複数の画像をそれぞれどの位置で撮るかの目標値)をベースにしてX線源12の移動軸が傾いている分を補正することによって、真のX線源12の位置に近い情報に補正して、再構成演算に利用される。また、補正部22bは、マーカ20の画像認識機能を有するものである。
なお、補正部22bにおいて、上述の位置のずれ量および距離のずれ量の両方に対して補正をしてもよいことはもちろんである。
そこで、本実施形態においては、以下のようにしてキャリブレーションを行い、X線源12のFPD18に対する移動方向のずれを補正することができる。
まず、被写体Mのトモシンセシス撮影を行う前、例えば、装置起動時に、X線源12を、移動部14により、移動方向(y方向)に移動させつつ、少なくとも2つの画像を、それぞれマーカ20を含むようにして撮影する。この場合、例えば、図3に示すように、第1の画像40と第2の画像42が得られる。
この場合、X線源12の移動方向(y方向)と、FPD18の長さ方向(Y方向)とが平行であれば、マーカ20の位置は、FPD18の長さ方向(Y方向)と直交するX方向における位置が第1の画像40と第2の画像42とで同じである。一方、X線源12の移動方向(y方向)が、FPD18の長さ方向に対してずれていれば、X方向における位置が第1の画像40と第2の画像42とで、例えば、δだけずれる。すなわち、δだけシフトする。
なお、図4に示すように、第1の画像40と第2の画像42とを、撮影画像のX方向の端を合わせて合成して合成画像44を得て、シフト量δを求め、このシフト量δと、第1の画像40と第2の画像42の撮影位置間の距離dとにより、X線源12のずれ角θを求めることもできる。このように、マーカ20の撮影画像の位置の相対関係を用いてX線源12のずれ角θ(第1の傾き)を求めることができる。
ここで、ずれ角θ(第1の傾き)とは、上述の傾きのことから、複数の画素の並び(2次元マトリックスの配列方向)に対するものである。
本実施形態においては、以上のようにして、キャリブレーションを行うことができる。
また、X線源12の移動軸が真直でない場合、すなわち、レール13がFPD18の長手方向(Y方向)と平行でない場合の補正を可能にするため、上記X線源12のシフト量δ、ずれ角θならびにz方向におけるずれ量およびずれ角は、X線源12の位置毎に求めておき、記憶部22aに、例えば、テーブルの形式で記憶しておいて、トモシンセシス撮影の際に利用してもよい。
まず、被写体Mが撮影台16の表面16aに位置決めされた後、入力部28から撮影開始の指示が与えられると、制御部30の制御によりトモシンセシス撮影が開始される。
次に、再構成部22cにおいて、投影データおよび補正された撮影位置(X線源12の位置情報(X線管球位置情報))を用いて、被写体Mの任意高さの断面におけるX線断層画像が再構成される。このようにして、撮影位置の位置ずれを補正しているため、被写体Mの所定の位置の断面について、高精度な合成画像(トモシンセシス画像)を得ることができる。
図6(a)および(b)は、トモシンセシス撮影によるX線断層画像の再構成時の様子を示す概念図である。
トモシンセシス撮影時に、図6(a)に示すようにX線源12が位置S1からスタートしてS3まで移動し、S1、S2、S3の各線源位置において被写体Mに放射線が照射され、それぞれ、被写体MのX線画像P1、P2、P3が得られるものとする。
12 X線源
13 レール
14 移動部
15 X線源制御部
16 撮影台
18 X線検出器(FPD)
20 マーカ
22 画像処理部
24 表示部
26 出力部
28 入力部
30 制御部
M 被写体
Claims (9)
- 所定の移動経路で移動可能なX線源と、
前記X線源を所定の移動経路で移動させる移動手段と、
X線源に対向して設けられた撮影台と、
前記撮影台に設けられた平板状のX線検出器と、
前記撮影台に設けられるマーカと、
前記移動手段により前記X線源を移動させて、少なくとも2つの位置から、それぞれ前記マーカを含む画像を撮影させる制御部と、
前記撮影された各画像についてマーカ像の位置を求め、このマーカ像の位置の相対関係に基づいて、前記X線源の移動軸の、前記X線検出器に対する傾きを求める画像処理部とを有することを特徴とするX線撮影装置。 - 前記X線検出器に対する傾きは、前記X線検出器の表面と平行な面内での第1の傾きである請求項1に記載のX線撮影装置。
- 前記画像処理部は、さらに前記撮影された各画像についてマーカ像の大きさの変動を算出し、この変動を用いて前記X線源と前記X線検出器との距離を求めて、前記X線検出器に対する傾きとして、前記X線検出器の表面と直交する面内での第2の傾きを求める請求項1または2に記載のX線撮影装置。
- 前記画像処理部は、前記X線源の撮影位置毎に、前記X線検出器に対する前記傾きを求める請求項1〜3のいずれか1項に記載のX線撮影装置。
- 前記画像処理部は、前記移動手段により前記X線源が所定の撮影位置に移動されトモシンセシス撮影されて得られた複数の画像を用いて断層画像を再構成する機能を有し、
前記画像処理部は、前記X線検出器に対する前記傾きを、前記断層画像の再構成に用いる請求項1〜4のいずれか1項に記載のX線撮影装置。 - X線撮影装置のキャリブレーション方法であって、
前記X線撮影装置は、所定の移動経路で移動可能なX線源に対向して設けられた撮影台と、前記撮影台に設けられた平板状のX線検出器と、マーカとを備えており、
前記X線源を移動させて、少なくとも2つの位置から、それぞれ前記マーカを含む画像を撮影させる工程と、
前記撮影された各画像についてマーカ像の位置を求め、このマーカ像の位置の相対関係に基づいて、前記X線源の移動軸の、前記X線検出器に対する傾きを求める工程を有することを特徴とするキャリブレーション方法。 - 前記X線検出器に対する前記傾きは、前記X線検出器の表面と平行な面内での第1の傾きである請求項6に記載のキャリブレーション方法。
- さらに前記撮影された各画像についてマーカ像の大きさの変動を算出し、この変動を用いて前記X線源と前記X線検出器との距離を求めて、前記X線検出器に対する傾きとして、前記X線検出器の表面と直交する面内での第2の傾きを求める工程を有する請求項6または7に記載のキャリブレーション方法。
- 前記X線源の撮影位置毎に、前記X線検出器に対する前記傾きを求める請求項6〜8のいずれか1項に記載のキャリブレーション方法。
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