JP6139170B2

JP6139170B2 - Ｘ線撮影システムおよび制御装置

Info

Publication number: JP6139170B2
Application number: JP2013031004A
Authority: JP
Inventors: 太田　聡; 聡太田
Original assignee: Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-02-20
Also published as: JP2014158608A

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線撮影システムに関する。

従来、Ｘ線ＣＴ装置と、略Ｃ字形状の支持部を備えたＸ線撮影装置とが組み合わされたＩＶＲ（ＩｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌＲａｄｉｏｌｏｇｙ）−ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が提案されている。

Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を利用して被検体をスキャンし、収集されたデータをコンピュータにより処理することで、被検体の内部を画像化する装置である。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、架台に載置された被検体に対してＸ線を異なる方向から複数回曝射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器にて検出して複数の検出データを収集する。収集された検出データは、データ収集部によりＡ／Ｄ変換された後、コンソール装置に送信される。コンソール装置は、当該検出データに前処理等を施し、投影データを作成する。そして、コンソール装置は、投影データに基づく再構成処理を行い、断層画像データ、或いは複数の断層画像データに基づくボリュームデータを作成する。ボリュームデータは、被検体の三次元領域に対応するＣＴ値の三次元分布を表すデータセットである。

また、Ｘ線撮影装置は、支持部の一端及び他端に備えられたＸ線発生源とＸ線検出器（たとえば、イメージ・インテンシファイア）とを利用してＸ線撮影を行うものであり、被検体中の血管造影等に使用される装置である。Ｘ線撮影装置は、被検体に対する手技（たとえば、被検体中へのカテーテルの挿入作業）と並行してＸ線撮影を行うことを可能とする。

このようなＩＶＲ−ＣＴ装置においては、Ｘ線ＣＴ装置における架台とＸ線撮影装置における支持部とを同一空間内で併存させて動作させる。

特開２００２−１０２２２０号公報

たとえば、ＩＶＲ−ＣＴ装置を用いて心臓の血管形成術を行う場合、Ｘ線ＣＴ装置でのスキャンとＸ線撮影装置でのＸ線撮影を交互に行う。このとき、それぞれの装置により得られる画像には、同じ観察対象（たとえば、処置を行う心臓）が表示されることが望ましい。

このため、従来は予め取得されたＣＴ画像に基づいて、術者が同じ観察対象の画像を取得できるＸ線撮影装置の位置を推測し、手動でＸ線撮影装置の位置決めを行っている。また、正確に位置決めできているかを確認するために、Ｘ線撮影装置は位置決めの間、Ｘ線撮影を行っている。このように、従来のＩＶＲ−ＣＴ装置は、Ｘ線撮影装置の位置決めにかかる操作が煩雑であるという問題がある。また、煩雑な操作により位置決めに時間を要することから被爆量が増大するという問題もある。

実施形態は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、Ｘ線撮影装置の位置決めが容易となるＸ線撮影システムを提供することを目的とする。

実施形態のＸ線撮影システムは、被検体を載置する天板を備えた寝台装置と、前記被検体に対してＸ線スキャンを行い、ＣＴ画像データを取得するＸ線ＣＴ装置と、Ｘ線発生部とＸ線検出部とを、前記被検体を撮影可能に保持する支持部を有するＸ線撮影装置と、前記ＣＴ画像データにおいて注目部位を指定するための指定部と、前記Ｘ線ＣＴ装置及び前記Ｘ線撮影装置に共通する座標系を備え、指定された前記注目部位の前記座標系における位置を算出する算出部と、前記座標系を基に、算出された前記注目部位の位置が前記Ｘ線撮影装置による撮影範囲に入るように、前記支持部または前記天板もしくはそれらの双方を移動させる駆動制御部と、を有し、前記ＣＴ画像データは、同一の方向における各層において前記方向と直交する平面に形成された複数の２次元断層像データからなり、前記指定部は、前記複数の２次元断層像データの内、一つの断層像を指定し、かつ前記一つの断層像における前記平面における部位を指定することで、前記注目部位を指定する。

第１実施形態に係るＸ線撮影システムを示す図である。第１実施形態に係るＸ線撮影システムを示すブロック図である。第１実施形態に係る入力部の説明を補足する図である。第１実施形態に係る駆動制御部の説明を補足する図である。第１実施形態に係る駆動制御部の説明を補足する図である。第１実施形態に係るＸ線撮影システムの動作を示すフローチャートである。第２実施形態に係るＸ線撮影システムの説明を補足する図である。第２実施形態に係るＸ線撮影システムの説明を補足する図である。第２実施形態に係るＸ線撮影システムを示すブロック図である。第２実施形態に係る角度算出部の説明を補足する図である。第２実施形態に係る駆動制御部の説明を補足する図である。第２実施形態に係るＸ線撮影システムの動作を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影システム１の構成について説明する。なお、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、本実施形態においては、これらを同一視する場合がある。

＜Ｘ線撮影システム＞
図１は、手術室Ｒ内に配置される本実施形態におけるＸ線撮影システム１の概略を示す図である。図２は、本実施形態におけるＸ線撮影システム１の構成を示すブロック図である。

本実施形態では、Ｘ線撮影システム１を構成する各装置の位置関係（撮影時の位置関係）を明確にする必要がある。よって、本実施形態においては、Ｘ線撮影システム１を構成する各装置が手術室Ｒ内で固定され、共通の座標系を有するものとする。共通の座標系は、手術室Ｒ内における任意の位置を基準点Ｍ_ｏ（座標値（０、０、０））としたＸＹＺ方向の系で定義することができる。具体的には、手術室Ｒ内における横方向（図１の紙面前後方向）をＸ方向、縦方向をＹ方向とする。また、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向（図１の紙面左右方向）とする。また、本実施形態では、手術室Ｒ内で天板１３（後述）が最も−Ｚ方向に移動した状態における天板１３の位置を基準点Ｍ_０とする（図１参照）。この共通の座標系は、「所定の座標系」の一例である。

Ｘ線撮影システム１は、手術室Ｒ内に配置された、寝台装置１０と、Ｘ線ＣＴ装置２０と、Ｘ線撮影装置３０と、コンソール装置４０とを含んで構成されている。なお、撮影時における位置が物理的に影響しない構成、たとえば、コンソール装置４０は手術室Ｒ外に配置されていてもよい。

［寝台装置］
寝台装置１０は、被検体Ｐを載置・移動させる装置である。寝台装置１０は、寝台１１と寝台駆動部１２とを備えている。

寝台１１は、被検体Ｐを載置するための天板１３と、天板１３を支持する基台１４とを備えている。天板１３は、寝台駆動部１２により、基台１４を介して被検体Ｐの体軸方向（Ｚ方向に対応する）及び体軸方向に直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向に対応する）に移動することが可能となっている。つまり、寝台駆動部１２は、天板１３をＸＹＺ方向に移動させる。たとえば、寝台駆動部１２は、駆動制御部４５（後述）からの信号に基づいて、被検体Ｐが載置された天板１３を、Ｘ線ＣＴ装置２０の開口部２３ａ（後述）に対して挿抜させる（寝台駆動部１２は、天板１３をＺ方向へ移動させる）。

［Ｘ線ＣＴ装置］
Ｘ線ＣＴ装置２０は、スキャンしながら被検体Ｐに対してＸ線を曝射し、被検体Ｐを透過した当該Ｘ線の検出データを収集する装置である。Ｘ線ＣＴ装置２０は、Ｘ線発生部２１と、Ｘ線検出部２２と、回転体２３と、Ｘ線絞り部２４と、ＣＴ駆動部２５と、データ収集部２６とを有する。

Ｘ線発生部２１は、Ｘ線を発生させるＸ線管球（たとえば、円錐状や角錐状のビームを発生する真空管。図示なし）を含んで構成されている。発生したＸ線は被検体Ｐに対して曝射される。Ｘ線検出部２２は、複数のＸ線検出素子（図示なし）を含んで構成されている。Ｘ線検出部２２は、被検体Ｐを透過したＸ線の強度分布を示すＸ線強度分布データ（以下、「検出データ」という場合がある）をＸ線検出素子で検出し、その検出データを電流信号として出力する。Ｘ線検出部２２は、たとえば、検出素子が互いに直交する２方向（スライス方向とチャンネル方向）にそれぞれ複数配置された２次元のＸ線検出器（面検出器）が用いられる。複数のＸ線検出素子は、たとえば、スライス方向に沿って３２０列設けられている。このように多列のＸ線検出器を用いることにより、１回転のスキャンでスライス方向に幅を有する３次元の撮影領域を撮影することができる（ボリュームスキャン）。なお、スライス方向は図１におけるＺ方向（被検体Ｐの体軸方向）に相当し、チャンネル方向はＸ方向またはＹ方向（Ｘ線発生部２１の回転方向）に相当する。

回転体２３は、Ｘ線発生部２１とＸ線検出部２２とが被検体Ｐを挟んで対向するよう支持する部材である。回転体２３は、スライス方向に貫通した開口部２３ａを有する。Ｘ線ＣＴ装置２０内において、回転体２３は、被検体Ｐを中心とした円軌道で回転するよう配置されている。

Ｘ線絞り部２４は、所定幅のスリット（開口）を有し、スリットの幅を変えることで、Ｘ線発生部２１から曝射されたＸ線のファン角（チャンネル方向の広がり角）とＸ線のコーン角（スライス方向の広がり角）とを調整する。

ＣＴ駆動部２５は、駆動制御部４５（後述）からの信号に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置２０の動作を行う。ＣＴ駆動部２５は、たとえば、高電圧発生部、架台駆動部、絞り駆動部（いずれも図示なし）を含んで構成される。高電圧発生部は、Ｘ線発生部２１に対して高電圧を印加する。Ｘ線発生部２１は、当該高電圧に基づいてＸ線を発生させる。架台駆動部は、回転体２３を回転駆動させる。絞り駆動部は、Ｘ線発生部２１で発生したＸ線が所定の形状となるようＸ線絞り部２４を駆動させる。

データ収集部２６（ＤＡＳ：ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）は、Ｘ線検出部２２（各Ｘ線検出素子）からの検出データを収集する。また、データ収集部２６は、収集した検出データ（電流信号）を電圧信号に変換し、この電圧信号を周期的に積分して増幅し、デジタル信号に変換する。そして、データ収集部２６は、デジタル信号に変換された検出データをコンソール装置４０（画像処理部４１（後述））に送信する。

［Ｘ線撮影装置］
Ｘ線撮影装置３０は、被検体Ｐに対して所定の方向からＸ線を曝射し、被検体Ｐを透過した当該Ｘ線の検出データを収集する装置である。Ｘ線撮影装置３０は、Ｘ線発生部３１と、Ｘ線検出部３２と、支持部３３と、Ｘ線装置駆動部３４とを有する。Ｘ線撮影時にはＸ線発生部３１とＸ線検出部３２の間に被検体Ｐが配置される。所定の方向は、「Ｘ線撮影装置による撮影方向」に対応する。

Ｘ線発生部３１は、Ｘ線発生部２１と同様、Ｘ線を発生させるＸ線管球（たとえば、円錐状や角錐状のビームを発生する真空管。図示なし）を含んで構成されている。発生したＸ線は被検体Ｐに対して曝射される。Ｘ線検出部３２は、Ｘ線検出部２２と同様、複数のＸ線検出素子（図示なし）を含んで構成されている。

支持部３３は、一端にＸ線発生部３１を保持し、他端にＸ線検出部３２を保持する。支持部３３は、アーム部３３ａと、支柱部３３ｂと、回転部３３ｃとを含んで構成される。アーム部３３ａは、たとえばＣアームと呼ばれるＣ文字の形状をした部材である。アーム部３３ａの一端にＸ線発生部３１が保持され、他端にＸ線検出部３２が保持される。支柱部３３ｂは、手術室Ｒの天井に移動可能に配置されている。回転部３３ｃは、アーム部３３ａを支柱部３３ｂに対して回転させる。

Ｘ線発生部３１及びＸ線検出部３２は、支持部３３（アーム部３３ａ）に保持された状態で互いに対向するよう配置されている。支持部３３に保持されたＸ線発生部３１とＸ線検出部３２との間にはアイソセンターＭ_ｃと呼ばれる点が存在する。アイソセンターＭ_ｃは、Ｘ線発生部３１から曝射されたＸ線の焦点位置である。アイソセンターＭ_ｃの位置を観察対象（たとえば、被検体Ｐの心臓）に合わせることにより、観察対象の画像（画像データ）を確実に得ることが可能となる。本実施形態において、アイソセンターＭ_ｃの位置は座標値（Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０）で定義されるものとする。本実施形態におけるアイソセンターＭ_ｃは、「所定の位置」の一例である。なお、「所定の位置」はアイソセンターＭ_ｃに限られず、Ｘ線撮影装置３０における任意の位置とすることができる。

Ｘ線装置駆動部３４は、駆動制御部４５（後述）からの信号に基づいて、支持部３３を三次元的に移動させる。具体的には、Ｘ線装置駆動部３４は、支柱部３３ｂをＸ方向またはＺ方向に移動させることにより、Ｘ線発生部３１及びＸ線検出部３２をＸ方向またはＺ方向に移動させることができる。また、Ｘ線装置駆動部３４は、回転部３３ｃによりアーム部３３ａをＸ−Ｙ平面で回転させることにより、Ｘ線発生部３１及びＸ線検出部３２をＸ−Ｙ平面で移動させることができる。つまり、Ｘ線装置駆動部３４は、支持部３３を介してＸ線発生部３１及びＸ線検出部３２を三次元的に移動させることができる。Ｘ線装置駆動部３４は、支持部３３、Ｘ線発生部３１及びＸ線検出部３２を個別に駆動させることも可能である。本実施形態において、「支持部３３の移動」には、支持部３３自体の移動だけでなく、支持部３３を介したＸ線発生部３１及び／またはＸ線検出部３２の移動も含まれる。

［コンソール装置］
コンソール装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０及びＸ線撮影装置３０に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０によって収集された検出データから被検体Ｅの内部形態を表すＣＴ画像データ（断層画像データやボリュームデータ）を再構成する機能等を有している。コンソール装置４０は、画像処理部４１と、表示部４２と、入力部４３と、算出部４４と、駆動制御部４５と、制御部４６とを含んで構成されている。

画像処理部４１、算出部４４、駆動制御部４５及び制御部４６は、たとえば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）などの図示しない処理装置と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）や、又はＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）などの図示しない記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、各部の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵなどの処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。

画像処理部４１は、Ｘ線ＣＴ装置２０（データ収集部２６）またはＸ線撮影装置３０から送信された検出データに対して各種処理を実行し、画像データを作成する。

たとえば、画像処理部４１は、Ｘ線ＣＴ装置２０で検出された検出データに対して対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを作成する。そして、画像処理部４１は、作成された投影データに基づいて、ＣＴ画像データ（断層画像データやボリュームデータ）を作成する。断層画像データの再構成には、たとえば、２次元フーリエ変換法、コンボリューション・バックプロジェクション法等、任意の方法を採用することができる。ボリュームデータは、再構成された複数の断層画像データを補間処理することにより作成される。ボリュームデータの再構成には、たとえば、コーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法、拡大再構成法等、任意の方法を採用することができる。

表示部４２は、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）ディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。たとえば、表示部４２の表示画面には、画像処理部４１で作成されたＣＴ画像データに基づくＣＴ画像が表示される。

入力部４３は、コンソール装置４０に対する各種操作を行う入力デバイスとして用いられる。入力部４３は、たとえばキーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック等により構成される。また、入力部４３として、表示部４２に表示されたＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いることも可能である。

また、本実施形態における入力部４３は、検出データに基づくＣＴ画像データにおいて所望の位置を指定するために用いられる。以下、図３を参照して、Ｘ線ＣＴ装置２０で撮影された複数の２次元断層像データの一つにおいて所望の位置を指定する例について述べる。図３は、表示部４２に表示される複数のＣＴ画像Ｉ_ｋ（ｋ＝１〜ｎ）を模式的に示した図である。複数のＣＴ画像Ｉ_ｋは、複数の２次元断層像データに基づいて構成されている。

制御部４６は、入力部４３からの指示入力に基づいて、複数のＣＴ画像Ｉ_ｋを表示部４２に表示させる。制御部４６は、たとえば、表示部４２に１枚目のＣＴ画像Ｉ_１を表示さる。制御部４６は、入力部４３からの指示入力に基づいて、ＣＴ画像を順番（ＣＴ画像Ｉ_２、ＣＴ画像Ｉ_３・・・・ＣＴ画像Ｉ_ｎ）に切り替えて表示させる。

術者は、入力部４３を介して複数のＣＴ画像Ｉ_ｋの中から所望の位置が表示されているＣＴ画像Ｉ_ｍ（ｋ＝ｍ、１≦ｍ≦ｎ）を選択する。更に、術者は、入力部４３を介して表示部４２に表示されたＣＴ画像Ｉ_ｍにおいて所望の位置Ｍ_ｐ（たとえば、血管の狭窄部）を指定する。本実施形態における入力部４３は、「ユーザーインターフェース」の一例である。

算出部４４は、所定の座標系において、指定された所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値を算出する。

具体的には、算出部４４は、複数の２次元断層像データの一つ（一の２次元断層像データに基づくＣＴ画像Ｉ_ｋ）において指定された所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値を算出する。ＣＴ画像Ｉ_ｋは手術室Ｒ内で取得された画像である。よって、手術室Ｒ内の共通の座標系でＣＴ画像Ｉ_ｋの位置を定義することができる。具体的には、ＣＴ画像Ｉ_ｋは、被検体Ｐが載置された天板１３をＺ方向に移動させることにより取得される検出データに基づくものである。つまり、ＣＴ画像Ｉ_１〜ＣＴ画像Ｉ_ｎは、Ｚ方向に異なる座標値を有する。そこで、算出部４４は、選択されたＣＴ画像Ｉ_ｍのＺ方向の座標値を所望の位置Ｍ_ｐのＺ方向の座標値として決定する。また、ＣＴ画像Ｉ_ｋは、Ｚ方向のある位置におけるＸ−Ｙ平面に含まれる情報を有する画像（画像データ）である。そこで、算出部４４は、選択されたＣＴ画像Ｉ_ｍ内における所望の位置Ｍ_ｐの座標値をＸＹ方向の座標値として決定する。本実施形態では、算出部４４が算出した所望の位置Ｍ_ｐの座標値を座標値（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）で示す。

ここで、Ｘ線撮影装置３０によるＸ線撮影を行う場合、Ｘ線ＣＴ装置２０での撮影後、天板１３を装置外に移動させることが一般的である。従って、算出部４４は、座標値（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）に天板１３の移動量を加えた、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値（ｘ_１、ｙ_１、ｚ_１）を求める（図４Ａ参照）。

なお、所望の位置Ｍ_ｐの指定は自動でも可能である。たとえば、算出部４４は、複数のＣＴ画像を公知の画像処理法により解析し、ＣＴ画像における注目点を所望の位置Ｍ_ｐとして抽出する。そして、上述の手法により、算出部４４は抽出された所望の位置Ｍ_ｐの座標値を求めることができる。この場合、算出部４４は、「ユーザーインターフェース」の一例となる。

駆動制御部４５は、Ｘ線撮影システム１の各種動作を制御する。具体的には、駆動制御部４５は、寝台駆動部１２を制御し、天板１３を移動させる。また、駆動制御部４５は、ＣＴ駆動部２５を制御し、Ｘ線スキャンを行わせる。また、駆動制御部４５は、Ｘ線装置駆動部３４を制御し、Ｘ線撮影を行わせる。

更に、本実施形態における駆動制御部４５は、所定の座標系において、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値と支持部３３における所定の位置の座標値とが一致するよう、支持部３３を移動させる。

図４Ａ及び図４Ｂは、天板１３に載置された被検体Ｐ及びＸ線撮影装置３０の一部を模式的に示す図である。たとえば、所望の位置Ｍ_ｐにアイソセンターＭ_ｃ（所定の位置）を一致させたい場合、駆動制御部４５は、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値（ｘ_１、ｙ_１、ｚ_１）にアイソセンターＭ_ｃの座標値（Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０）が一致するよう、支持部３３を移動させる（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。このように、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値とアイソセンターＭ_ｃの座標値とを一致させることにより、Ｘ線発生部３１から曝射されるＸ線の焦点を観察対象における所望の位置Ｍ_ｐに合わせることができる。よって、Ｘ線撮影装置３０においても、ＣＴ画像データで指定された所望の位置Ｍ_ｐを含む画像を確実に得ることが可能となる。

なお、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値と支持部３３における所定の位置の座標値とを一致させることができれば、駆動制御部４５が移動させる対象は支持部３３に限られない。たとえば、駆動制御部４５は、支持部３３を移動させる代わりに天板１３を移動させてもよい。或いは、駆動制御部４５は、支持部３３及び天板１３の双方を移動させてもよい。

制御部４６は、寝台装置１０、Ｘ線ＣＴ装置２０、Ｘ線撮影装置３０およびコンソール装置４０の動作を制御することによって、Ｘ線撮影システム１の全体制御を行う。たとえば、制御部４６は、画像処理部４１を制御することで、検出データに対する各種処理（前処理、再構成処理等）を行わせる。或いは、制御部４６は、ＣＴ画像データ等に基づき、ＣＴ画像を表示部４２に表示させる。

＜動作＞
次に、図５を参照して、本実施形態に係るＸ線撮影システム１の動作について説明する。

まず、Ｘ線ＣＴ装置２０は、被検体Ｐに対してＸ線スキャンを行い、検出データを取得する（Ｓ１０）。Ｘ線スキャンが終了した後、駆動制御部４５は、天板１３をＸ線ＣＴ装置２０外に移動させる。

コンソール装置４０（画像処理部４１）は、Ｓ１０で取得された検出データを処理し、複数の２次元断層像データからなるＣＴ画像データを作成する（Ｓ１１）。

術者は、表示部４２に表示されたＣＴ画像データに基づくＣＴ画像に対し、入力部４３を介して所望の位置Ｍ_ｐを指定する（Ｓ１２）。

算出部４４は、Ｓ１２で指定された所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値を算出する（Ｓ１３）。上述の通り、Ｘ線スキャン後に天板１３は移動しているため、算出部４４は、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値として天板１３の移動を加味した座標値（ｘ_１、ｙ_１、ｚ_１）を算出する。

駆動制御部４５は、Ｓ１３で算出された座標値（ｘ_１、ｙ_１、ｚ_１）とＸ線撮影装置３０のアイソセンターＭ_ｃの座標値（Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０）一致するよう、Ｘ線装置駆動部３４により支持部３３を移動させる（Ｓ１４）。Ｓ１４の後、Ｘ線撮影装置３０は、被検体Ｐに対してＸ線撮影を行う（Ｓ１５）。

なお、コンソール装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０またはＸ線撮影装置３０と一体であってもよい。また、入力部４３及び駆動制御部４５は、各装置から独立して設けられていてもよい。

また、本実施形態では寝台装置１０、Ｘ線ＣＴ装置２０及びＸ線撮影装置３０が予め共通の座標系（所定の座標系）を有する例で説明したが、共通の座標系を得るためにはこれに限られない。たとえば、Ｘ線撮影システム１として、別々に作成された寝台装置１０、Ｘ線ＣＴ装置２０及びＸ線撮影装置３０を用いる可能性もある。この場合、各装置における駆動制御体系は異なる。この場合、寝台装置１０は、寝台装置１０における特定の基準位置（第１の基準位置）を中心とした第１のローカル座標系を有する。また、Ｘ線ＣＴ装置２０は、Ｘ線ＣＴ装置２０における特定の基準位置（第２の基準位置）を中心とした第２のローカル座標系を有する。Ｘ線撮影装置３０は、Ｘ線撮影装置３０における特定の基準位置（第３の基準位置）を中心とした第３のローカル座標系を有する。従って、Ｘ線撮影システム１は、第１の基準位置〜第３の基準位置を含むローカル共通座標系を設定し、そのローカル共通座標系を介して、各ローカル座標系間の変換（たとえば、第１ローカル座標系から第２ローカル座標系への変換）及び逆変換を行うことにより、共通の座標系（所定の座標系）を得ることができる。

＜作用・効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態のＸ線撮影システム１は、被検体Ｐを載置する天板１３を備えた寝台装置１０と、被検体Ｐに対してＸ線スキャンを行い、検出データを取得するＸ線ＣＴ装置２０と、被検体Ｐに対してＸ線を発生させるＸ線発生部３１を一端に保持し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出部３２を他端に保持する支持部３３を有するＸ線撮影装置３０とを含む。Ｘ線撮影システム１は、ユーザーインターフェース（たとえば、入力部４３）と、算出部４４と、駆動制御部４５とを有する。ユーザーインターフェースは、検出データに基づくＣＴ画像データにおいて所望の位置Ｍ_ｐを指定するために用いられる。算出部４４は、所定の座標系において、指定された所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値を算出する。駆動制御部４５は、所定の座標系において、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値と支持部３３における所定の位置（たとえば、アイソセンターＭ_ｃ）の座標値とが一致するよう、支持部３３及び／または天板１３を移動させる。

具体的には、算出部４４は、複数の２次元断層像データ（ＣＴ画像データ）の一つにおいて指定された所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値を算出する。

このように、駆動制御部４５が支持部３３及び／または天板１３を移動させ、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値にＸ線撮影装置３０の所定の位置の座標値を一致させることにより、位置決めの際の煩雑な操作が不要となる。すなわち、本実施形態におけるＸ線撮影システム１によれば、Ｘ線撮影装置３０の位置決めが容易となる。たとえば、アイソセンターＭ_ｃに所望の位置Ｍ_ｐを一致させることにより、Ｘ線撮影装置３０の焦点位置と所望の位置Ｍ_ｐ（たとえば、血管の狭窄部）とを一致させることができる。よって、所望の位置Ｍ_ｐを含む画像を確実に取得することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図６Ａ〜図１０を参照して、第２実施形態に係るＸ線撮影システム１の構成について説明する。本実施形態では、第１実施形態の構成に加え、ＣＴ画像データを観察する方向の傾き角度とＸ線撮影装置３０による撮影方向とを一致させる構成について述べる。なお、第１実施形態と同様の構成等については、詳細な説明を省略する場合がある。

駆動制御部４５は、支持部３３（または天板１３）を４方向に傾けることができる。具体的には、支持部３３（または天板１３）は、「ＣＲＡ」（Ｃｒａｎｉａｌ）、「ＣＡＵ」（Ｃａｕｄａｌ）、「ＬＡＯ」（ＬｅｆｔＡｎｔｅｒｉｏｒＯｂｌｉｑｕｅ）、「ＲＡＯ」（ＲｉｇｈｔＡｎｔｅｒｉｏｒＯｂｌｉｑｕｅ）の各方向に傾けられる。図６Ａに示すように、ＣＲＡは、天板１３の短手方向（Ｘ方向）を軸とした場合の被検体Ｐの頭方向への回転を示す方向である。ＣＡＵは、天板１３の短手方向（Ｘ方向）を軸とした場合の被検体Ｐの足方向への回転を示す方向である。また、図６Ｂに示すように、ＬＡＯは、天板１３の長手方向（Ｚ方向）を軸とした場合の左方向（＋Ｘ側）への回転を示す方向をいう。ＲＡＯは、天板１３の長手方向（Ｚ方向）を軸とした場合の右方向（−Ｘ側）への回転を示す方向をいう。

図７に示すように、本実施形態における算出部４４は、角度算出部４４ａを含んで構成されている。角度算出部４４ａは、所望の位置Ｍ_ｐが指定されたときの三次元画像データを観察する方向に基づいて、傾き角度を算出する。

三次元画像データは、観察対象を種々の方向から観察できるよう構成されたデータである。すなわち、三次元画像データに基づくＣＴ画像は、任意の方向（観察方向）から観察することが可能である。実際には、入力部４３からの指示入力に基づいて、表示部４２に表示されたＣＴ画像を回転等させることにより、術者はＣＴ画像を任意の方向から観察することができる。

傾き角度は、三次元画像データをある方向から見た場合のＣＲＡ（ＣＡＵ）及びＬＡＯ（ＲＡＯ）方向の角度をいう。たとえば、本実施形態においてＹ軸に沿った方向から観察対象を観察する場合、傾き角度は０°である。

本実施形態における入力部４３は、ＣＴ画像データとしての三次元画像データにおいて所望の位置Ｍ_ｐを指定するために用いられる。ここでは、任意の観察方向Ｄから三次元画像データを観察した状態で、所望の位置Ｍ_ｐが指定されたものとする。

以下、図８を参照して観察方向Ｄから三次元画像データを観察した場合の傾き角度の算出例について述べる。図８では、原点Ｖ_０に三次元画像データ（観察対象）が位置しているものとする。

角度算出部４４ａは、三次元画像データの観察方向Ｄに基づいて、傾き角度を算出する。具体的に、角度算出部４４ａは、点Ｖ_０を原点とする座標系において、観察方向Ｄにおける点Ｖ_１をＺ軸（天板１３の長手方向）及びＸ軸（天板１３の短手方向）に投影する。そして、角度算出部４４ａは、観察方向ＤとＺ軸とがなす角度（θ´_ｚ）、及び観察方向ＤとＸ軸とがなす角度（θ´_ｘ）を算出する。上述の通り、本実施形態では、Ｙ軸に沿った方向から観察対象を観察する場合に傾き角度は０°となる。従って、角度算出部４４ａは、９０°−θ´_ｚをＺ方向の傾き角度θ_ｚとして算出し、９０°−θ´_ｘをＸ方向の傾き角度θ_ｘとして算出する。具体的には、傾き角度θ_ｚは、支持部３３の＋Ｚ方向の傾きであるＣＡＵに対応し、傾き角度θ_ｘは、支持部３３の＋Ｘ方向の傾きであるＬＡＯに対応する。

駆動制御部４５は、所定の座標系において、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値と支持部３３における所定の位置（たとえば、アイソセンターＭ_ｃ）の座標値とが一致するよう、支持部３３を移動させる。

更に、本実施形態における駆動制御部４５は、Ｘ線撮影装置３０による撮影方向が算出された傾き角度となるよう支持部３３を移動させる。具体的には、駆動制御部４５は、Ｘ線装置駆動部３４を制御し、支持部３３を傾き角度θ_ｘ及び傾き角度θ_ｚだけ傾けて配置させる（図９参照。図９では、Ｚ方向の傾き角度θ_ｚのみを示す）。支持部３３を傾けることにより、Ｘ線発生部３１は観察方向Ｄ上に位置することになる。すなわち、駆動制御部４５は、Ｘ線撮影装置３０による撮影方向を算出された傾き角度とする。なお、駆動制御部４５は、支持部３３を傾ける代わりに天板１３を傾けてもよい。或いは、駆動制御部４５は、支持部３３及び天板１３の双方を傾けることによりＸ線撮影装置３０による撮影方向が算出された傾き角度となるようにしてもよい。

＜動作＞
次に、図１０を参照して、本実施形態に係るＸ線撮影システム１の動作について説明する。

まず、Ｘ線ＣＴ装置２０は、被検体Ｐに対してＸ線スキャンを行い、検出データを取得する（Ｓ２０）。

コンソール装置４０（画像処理部４１）は、Ｓ２０で取得された検出データを処理し、３次元のＣＴ画像データを作成する（Ｓ２１）。

術者は、表示部４２に表示されたＣＴ画像データに基づく３次元ＣＴ画像を任意の方向から観察し、入力部４３を介して所望の位置Ｍ_ｐを指定する（Ｓ２２）。

算出部４４は、Ｓ２２で指定された所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値（ｘ_１、ｙ_１、ｚ_１）を算出する（Ｓ２３）。

また、角度算出部４４ａは、Ｓ２２で所望の位置が指定されたときの三次元画像データを観察した方向に基づいて、傾き角度θ_ｘ及び傾き角度θ_ｚを算出する（Ｓ２４）。

駆動制御部４５は、Ｓ２３で算出された座標値（ｘ_１、ｙ_１、ｚ_１）とＸ線撮影装置３０のアイソセンターＭ_ｃの座標値（Ｘ_０、Ｙ_０、Ｚ_０）一致するよう、Ｘ線装置駆動部３４により支持部３３を移動させる（Ｓ２５）。

また、駆動制御部４５は、Ｓ２５の状態において、Ｘ線撮影装置３０による撮影方向がＳ２４で算出された傾き角度となるよう、Ｘ線装置駆動部３４により支持部３３を傾き角度θ_ｘ及び傾き角度θ_ｚだけ傾ける（Ｓ２６）。

Ｓ２５及びＳ２６の後、Ｘ線撮影装置３０は、被検体Ｐに対してＸ線撮影を行う（Ｓ２７）。

本実施形態のＸ線撮影システム１におけるユーザーインターフェース（たとえば、入力部４３）は、ＣＴ画像データとしての三次元画像データにおいて所望の位置を指定する。三次元画像データは、観察対象を種々の方向から観察できるよう構成されている。算出部４４は、角度算出部４４ａを有する。角度算出部４４ａは、所望の位置が指定されたときの三次元画像データを観察する方向に基づいて、傾き角度を算出する。また、算出部４４は、三次元画像データにおいて指定された所望の位置に対応する座標値を算出する。駆動制御部４５は、所定の座標系において、所望の位置に対応する座標値と支持部３３における所定の位置の座標値とが一致し、且つＸ線撮影装置３０による撮影方向が算出された傾き角度となるよう、支持部３３及び／または天板１３を移動させる。

このように、駆動制御部４５は、支持部３３及び／または天板１３を移動させ、所望の位置Ｍ_ｐに対応する座標値にＸ線撮影装置３０の所定の位置の座標値を一致させる。また、駆動制御部４５は、角度算出部４４ａによって算出された傾き角度に基づいて、支持部３３及び／または天板１３を傾ける。よって、Ｘ線撮影装置３０を位置決めする際の煩雑な操作が不要となる。更に、Ｘ線撮影装置所望３０でＸ線撮影を行う場合に、所望の位置Ｍ_ｐを指定したときと同じ方向からみた画像データを取得することが可能となる。すなわち、本実施形態におけるＸ線撮影システム１によれば、Ｘ線撮影装置３０の位置決め及び撮影方向の決定が容易となる。

＜実施形態に共通の効果＞
以上述べた少なくともひとつの実施形態のＸ線撮影システムによれば、駆動制御部が支持部及び／または天板を移動させ、所望の位置に対応する座標値にＸ線撮影装置の所定の位置の座標値を一致させることにより、位置決めの際の煩雑な操作が不要となる。すなわち、本実施形態におけるＸ線撮影システムによれば、Ｘ線撮影装置の位置決めが容易となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１Ｘ線撮影システム
１０寝台装置
１１寝台
１２寝台駆動部
１３天板
１４基台
２０Ｘ線ＣＴ装置
２１Ｘ線発生部
２２Ｘ線検出部
２３回転体
２３ａ開口部
２４Ｘ線絞り部
２５ＣＴ駆動部
２６データ収集部
３０Ｘ線撮影装置
３１Ｘ線発生部
３２Ｘ線検出部
３３支持部
３４Ｘ線装置駆動部
４０コンソール装置
４１画像処理部
４２表示部
４３入力部
４４算出部
４５駆動制御部
４６制御部

Claims

被検体を載置する天板を備えた寝台装置と、
前記被検体に対してＸ線スキャンを行い、ＣＴ画像データを取得するＸ線ＣＴ装置と、
Ｘ線発生部とＸ線検出部とを、前記被検体を撮影可能に保持する支持部を有するＸ線撮影装置と、
前記ＣＴ画像データにおいて注目部位を指定するための指定部と、
前記Ｘ線ＣＴ装置及び前記Ｘ線撮影装置に共通する座標系を備え、指定された前記注目部位の前記座標系における位置を算出する算出部と、
前記座標系を基に、算出された前記注目部位の位置が前記Ｘ線撮影装置による撮影範囲に入るように、前記支持部または前記天板もしくはそれらの双方を移動させる駆動制御部と、を有し、
前記ＣＴ画像データは、同一の方向における各層において前記方向と直交する平面に形成された複数の２次元断層像データからなり、
前記指定部は、前記複数の２次元断層像データの内、一つの断層像を指定し、かつ前記一つの断層像における前記平面における部位を指定することで、前記注目部位を指定することを特徴とするＸ線撮影システム。
前記ＣＴ画像データは、観察対象を種々の方向から観察できるよう構成された三次元画像データからなり、
前記指定部は、前記三次元画像データにおいて前記注目部位を指定し、
前記算出部は、
前記注目部位が指定されたときの前記三次元画像データを観察する方向に基づいて、傾
き角度を算出する角度算出部を有し、
前記三次元画像データにおいて指定された前記注目部位に対応する前記座標系における位置を算出し、
前記駆動制御部は、前記座標系を基に、算出された前記注目部位の位置が前記Ｘ線撮影装置による撮影範囲に入るように、且つ前記Ｘ線撮影装置による撮影方向が算出された前記傾き角度となるように、前記支持部または前記天板もしくはそれらの双方を移動させることを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影システム。
前記駆動制御部は、前記座標系において、前記算出部で算出された前記注目部位の位置が前記Ｘ線撮影装置のアイソセンターの位置に一致するように、前記支持部または前記天板もしくはそれらの双方を移動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影システム。
被検体を載置する天板を備えた寝台装置と、
前記被検体に対してＸ線スキャンを行い、ＣＴ画像データを取得するＸ線ＣＴ装置と、
Ｘ線発生部とＸ線検出部とを、前記被検体を撮影可能に保持する支持部を有するＸ線撮影装置と、
前記ＣＴ画像データにおいて注目部位を指定するための指定部と、
前記Ｘ線ＣＴ装置及び前記Ｘ線撮影装置に共通する座標系を備え、前記注目部位の指定を受け、指定された前記注目部位の前記座標系における位置を算出する算出部と、
前記座標系を基に、算出された前記注目部位の位置が前記Ｘ線撮影装置による撮影範囲に入るように、前記支持部または前記天板もしくはそれらの双方を移動させる駆動制御部と、を有し、
前記ＣＴ画像データは、同一の方向における各層において前記方向と直交する平面に形成された複数の２次元断層像データからなり、
前記指定部は、前記複数の２次元断層像データの内、一つの断層像を指定し、かつ前記一つの断層像における前記平面における部位を指定することで、前記注目部位を指定することを特徴とする制御装置。