JP6306243B2 - X線診断装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様としての本実施形態は、透視・撮影を行なうX線診断装置に関する。
従来、健康診断等の医療分野において、被検体の撮影部位に放射線(代表的には、X線)を照射して、撮影部位を透過した放射線の強度分布を検出し、撮影部位の画像を得るX線診断装置が広く利用されている。
X線診断装置を使用した検査において、関心領域は狭いが、より高い解像度で意図した領域を明瞭に観察したい要望がある。この要望を実現する為に、通常の後段検出器に加えて前段検出器を組み合わせ、何れか一方の検出器を診断用途に応じて切り替える技術がある(例えば、特許文献1参照)。
後段検出器は、FPD(flat panel detector:平面検出器)であり、画素サイズは150−200μmであり、最大視野サイズは20cm−40cmである。前段検出器は、後段検出器と比較して高精細(高解像度)であるが視野が狭い検出器であり、画素サイズは20μm程度、最大視野サイズは20−30mm程度である。
特許第4570942号公報
しかしながら、従来技術におけるX線診断装置によると、前段検出器の画像を見ながら前段検出器使用時の位置決めをする必要があるが、前段検出器の製造上の観点から大きなパネルを製作できずに視野が狭いため、位置決めが困難である。さらに、前段検出器は、画素が小さいためS/N(signal−to−noise ratio)よく表示するためにはX線量を多く入れる必要があり、被ばくの観点からも前段検出器の画像の画像を見ながら前段検出器使用時の位置決めを行なうべきではない。
そこで、後段検出器の画像上で前段検出器の関心領域を操作者に指定させることで前段検出器使用時の位置決めを行なう方法も考えられる。しかしながら、指定された関心領域が比較的小さい場合、前段検出器の最大視野サイズより小さい視野サイズで撮影を行なうことになり、収集される画像の分解能が低下してしまう。逆に、指定された関心領域が比較的大きい場合、複数の画像をつなぎ合わせた長尺画像を生成するために複数の位置に対応する複数の画像を前段検出器で収集する必要があるが、手動で位置の変更操作を行なうことが操作者にとって大変煩わしかった。
本実施形態のX線診断装置は、上述した課題を解決するために、X線を発するX線源と、前記X線を検出する第1検出器と、最大視野サイズが前記第1検出器の最大視野サイズより小さく前記第1検出器の視野内の前記X線を検出可能な第2検出器と、前記第1検出器による画像上で関心領域が指定される場合、前記指定された関心領域に対応する前記第2検出器の視野サイズに応じて前記第2検出器のSIDを制御する制御手段と、を有する。
本実施形態のX線診断装置の構成を示す概略図。 SID対応テーブルを示す図。 前段検出器を用いた撮影に関連する構成を示す図。 前段検出器の関心領域の指定方法を説明するための図。 前段検出器の移動機構の一例を示す図。 本実施形態のX線診断装置の機能を示すブロック図。 (A)〜(F)は、指定される関心領域と、それに対応する視野サイズとの関係を示す図。 後段検出器使用時のSIDと最大視野サイズの場合のSIDとの関係を示す図。 後段検出器使用時のSIDと最大視野サイズの場合のSIDとの関係を示す図。 後段検出器使用時のSIDと最大視野サイズの場合のSIDとの関係を示す図。 後段検出器使用時のSIDと最大視野サイズの場合のSIDとの関係を示す図。 指定される関心領域と、それに対応する視野サイズとの関係を示す図。 前段検出器使用時のSIDと最大視野サイズの場合のSIDとの関係を示す図。 (A),(B)は、複数のセットポジションの設定方法を示す図。 (A),(B)は、後段検出器の画像上で指定される関心領域と、関心領域の模擬画像を含む表示画面とを示す図。 (A),(B)は、後段検出器の画像上で指定される関心領域と、関心領域の模擬画像を含む表示画面とを示す図。 本実施形態のX線診断装置の動作を示すフローチャート。 本実施形態のX線診断装置の動作を示すフローチャート。 本実施形態のX線診断装置の動作を示すフローチャート。
本実施形態のX線診断装置について、添付図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態のX線診断装置の構成を示す概略図である。
図1は、本実施形態のX線診断装置1を示す。X線診断装置1は、大きくは、X線発生部2、X線検出部3、機構部4、高電圧発生部5、Cアーム(支持部)6、天板(載置部)7、画像処理部8、表示部9、操作部10、記憶部11、IF(interface)12、及びシステム制御部13を備える。以下、図1に示すように、床置き式Cアーム(アンダーチューブタイプ)のみを備えるX線診断装置1を用いて説明する。なお、本発明に係るX線診断装置は、床置き式Cアームのみの他、天井走行式Ωアーム及び床置き式Cアームや、天井走行式Cアームのみ、天井走行式Ωアームのみを備えるX線診断装置であってもよい。また、本発明に係るX線診断装置は、オーバーチューブタイプのCアームを備えるX線診断装置であってもよい。
X線発生部2は、天板7上の被検体(撮影部位)Sに照射するX線を発生する装置である。X線発生部2は、高電圧発生部5から供給される高電圧を用いてX線を発生するX線源(X線管)21と、X線管21が発生したX線の一部を遮蔽することによって照射野を制御するX線絞り器22とを設ける。なお、X線管21の前段に、X線管21によって発生されたX線の線質を調整する線質調整フィルタ(図示しない)を備えてもよい。
X線検出部3は、被検体Sを透過したX線を検出して画像データを生成する装置である。X線検出部3は、被検体Sを撮影する場合に通常用いられる平面検出器である後段検出器31aと、最大視野サイズが後段検出器31aの最大視野サイズより小さく、後段検出器31aより前段のセットポジションでX線を検出可能な前段検出器31bと、後段検出器31aから電荷を取り出すゲートドライバ32と、後段検出器31aによって検出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器33と、電荷・電圧変換器33により変換された電圧をデジタル値に変換するA/D変換器34とを設ける。前段検出器31bは、小視野高精細で病変部等の詳細観察に用いられる。
機構部4は、被移動体としての検出器31a,31b、Cアーム6、及び天板7を移動させる装置である。機構部4は、検出器31a,31bのスライド動を行なう検出器移動機構41と、Cアーム6の回動動・円弧動やスライド動を行なうCアーム移動機構42と、天板7のスライド動を行なう天板移動機構43と、システム制御部13の指示に基づいて検出器移動機構41、Cアーム移動機構42、及び天板移動機構43を制御する機構制御部44とを設ける。なお、図示しないが、機構部4は、X線絞り器22の絞り羽(図示しない)を移動させる装置でもある。
高電圧発生部5は、X線発生部2がX線の発生に必要とする高電圧を供給する装置である。高電圧発生部5は、システム制御部13の指示に基づいて高電圧の発生を制御してX線の発生を制御するX線制御部51と、高電圧を発生する高電圧発生器52とを設ける。
Cアーム6は、X線発生部2及び検出器31a,31bを保持するアームである。
天板7は、被検体Sを載置可能な構造を有する。
画像処理部8は、X線検出部3により生成された画像データを処理する処理部である。画像処理部8は、再構成演算やサブトラクション演算等を行なう画像演算回路81と、画像演算回路81によって生成された画像データを記憶する画像データ記憶回路82とを設ける。
表示部9は、画像処理部8の画像データ記憶回路82に記憶された画像を表示する装置である。表示部9は、モニタ92への表示を制御する表示制御部91と、画像を表示するモニタ92と、ポインティングデバイス93(図3に図示)とを設ける。
操作部10は、術者や助手等の操作者による操作を受け付けるスイッチ等を含むコンソールである。
記憶部11は、HDD(hard disk drive)やメモリによって構成される。記憶部11は、検出器31a、31bによって収集された透視画像(リアルタイム画像)や撮影画像(1ショット画像)等を記憶する。また、記憶部11は、前段検出器31bの複数のSID(source−to−image distance)と、各SIDに対応する前段検出器31bの照射角(FOV:field of view)とを対応付けたSID対応テーブルを記憶する。SID対応テーブルは、前段検出器31bの所定の照射角に、所定の照射角の場合に前段検出器31bの最大視野サイズでX線を検出するためのSID(以下、「最大視野サイズの場合のSID」という。)が対応付けられてなる。
図2は、SID対応テーブルを示す図である。
図2に示すように、SID対応テーブルは、前段検出器31bの照射角F0に、照射角F0の場合であって最大視野サイズの場合のSID「SF0」が対応付けられている。前段検出器31bの照射角F1,F2,F3の場合も同様に、最大視野サイズの場合のSID「SF1」,「SF2」,「SF3」がそれぞれ対応付けられる。図2に示すSID対応テーブルを参照すれば、前段検出器31bを使用して所定の照射角で撮影及び透視(以下、単に「撮影」という。)を実行する場合に、最大視野サイズの場合のSIDを得ることができる。
図1の説明に戻って、IF12は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。IF12は、各規格に応じた通信制御を行ない、ネットワークNに接続することができる機能を有しており、これにより、X線診断装置1をネットワークN網に接続させる。
システム制御部13は、図示しないCPU(central processing unit)及びメモリを含んでいる。システム制御部13は、操作者による操作に基づいてX線診断装置1全体を制御する。
次に、前段検出器31bを用いた撮影について説明する。
図3は、前段検出器31bを用いた撮影に関連する構成を示す図である。
図3に示すように、機構制御部44は、後段検出器31a用の後段検出器制御部44aと、前段検出器31b用の前段検出器制御部44bとによって構成される。モニタ92は、後段検出器31a用の第1モニタ92aと、前段検出器31b用の第2モニタ92bとによって構成される。
表示制御部91は、第1モニタ92aに被検体S(図1に図示)の画像を表示させる。そして、表示制御部91は、表示された被検体Sの画像に対してマウス等のポインティングデバイス93を介して操作者による関心領域の指定を受け付ける。
図4は、前段検出器31bの関心領域の指定方法を説明するための図である。
図4に示すように、第1モニタ92a(図3に図示)に表示された、後段検出器31aによる画像Ia上で、ポインティングデバイス93を介して操作者によって関心領域Aが指定されることで、関心領域Aの位置に基づいて、X−Z平面(図5に図示)上における前段検出器31bの1又は複数のセットポジションが設定される。なお、X−Z平面(図5に図示)における前段検出器31bの複数のセットポジションの設定方法については、図12乃至図14を用いて後述する。
また、指定された関心領域Aに基づく前段検出器31bの視野サイズから前段検出器31b使用時のSIDを算出する。
図3の説明に戻って、システム制御部13は、機構制御部44の前段検出器制御部44bに指示して、前段検出器31bをX−Z平面(図5に図示)上で移動させて1又は複数のセットポジションまで移動させて位置決めする。複数のセットポジションが設定された場合は、複数のセットポジションで順に撮影を行なうために、前段検出器31bを複数のセットポジションに順に移動させてそれぞれ位置決めする。具体的には、システム制御部13は、第1モニタ92a上で指定された関心領域A(図4に図示)の画面座標系における座標を前段検出器31bの物理座標系における座標に変換し、前段検出器制御部44bに前段検出器31bの移動を指示する。そして、前段検出器制御部44bは、検出器移動機構41(図1に図示)を制御して前段検出器31bを移動させる。
図5は、前段検出器31bの移動機構の一例を示す図である。
図5は、SID方向をY方向とし、Y方向に直交する2方向をX、Z方向とする場合の前段検出器31bの移動機構を示す。図5の上段は、前段検出器31bの移動機構の側面(Y−Z面)を、図5の下段は、前段検出器31bの移動機構の上面(X−Z面)をそれぞれ示す。検出器移動機構41(図1に図示)には、前段検出器31bの移動機構として、前段検出器31bを後段検出器31aに対してZ方向(d1方向)に移動させるZ方向駆動機構41aと、X方向(d2方向)にする移動させるX方向駆動機構41bとが備えられる。X方向駆動機構41aは、前段検出器31bを、ホームポジション(退避位置)側からセットポジション側に移動させたり(d1方向の左向き)、セットポジション側からホームポジション側に移動させたり(d1方向の右向き)する。
図3の説明に戻って、第1モニタ92a上で設定されたX−Z平面(図5に図示)上におけるセットポジションに前段検出器31bが移動されて位置決めされると、システム制御部13は、前段検出器31bの現在のSIDを、関心領域A(図4に図示)に基づいて算出された前段検出器31b使用時のSIDまで変更させてY方向(図5に図示)の位置決めを行なう。
表示制御部91は、X線検出器31bが検出したX線に基づいて生成された画像信号を受け取る。そして、表示制御部91は、画像信号に基づく画像を、第2モニタ92b上で表示する。
このように、システム制御部13が、第1モニタ92a上で設定された関心領域A(図4に図示)の画面座標系における座標を物理座標系における座標に変換し、前段検出器制御部44bに前段検出器31bの移動を指示することによって、前段検出器制御部44bは、検出器移動機構41を制御して前段検出器31bを移動することによって、術者は病変部等を簡単な操作で高精細表示することができる。
また、表示制御部91が、前段検出器31bによる画像Ibを、後段検出器31aによる画像Ia上で操作者によって指定された関心領域A(図4に図示)にオーバーラップして表示することもでき、その場合、操作者は、病変部等を周辺領域と比較しながら詳細に観察することができる。
なお、ここでは、後段検出器31aによる画像Iaは、前段検出器31bが移動する直前の撮影画像であるが、後段検出器31aによる画像Iaとして後段検出器31aによる透視画像を表示することもできる。また、前段検出器31bによる画像Ibとしては、撮影画像とすることも透視画像とすることもできる。
図6は、本実施形態のX線診断装置1の機能を示すブロック図である。
図1に示すシステム制御部13がプログラムを実行することによって、図6に示すようにX線診断装置1は、位置合わせ手段131、撮影制御手段132、操作受付手段133、視野サイズ設定手段134、SID設定手段135、模擬画像生成手段136、X線量算出手段137、及び切替制御手段138として機能する。なお、システム制御部13の機能としての各手段131乃至138の一部又は全部は、X線診断装置1にハードウェアとして備えられるものであってもよい。
位置合わせ手段131は、被検体Sが天板7(図1に図示)に載置された後、後段検出器31aで収集して再構成された3次元画像、又はX線CT装置等の画像診断装置(モダリティ)で収集されてIF12(図1に図示)を介して送信された3次元画像を用いて、操作部10による操作に従って機構部4を制御して、天板7上の被検体Sに対して被移動体をポジショニングする。
撮影制御手段132は、操作部10による操作に従ってX線発生部2、X線検出部3、機構部4、高電圧発生部5、画像処理部8、表示部9、及び記憶部11を制御して、天板7上の被検体Sの撮影を制御する機能を有する。撮影制御手段132は、撮影によって得られた画像を表示部9を介して表示させたり、記憶部11に記憶させたりする。
操作受付手段133は、撮影制御手段132による後段検出器31aを用いた撮影中、操作部10から、前段検出器31bの関心領域の指定操作を受け付ける機能を有する。また、操作受付手段133は、撮影制御手段132による後段検出器31aを用いた撮影中、使用検出器の前段検出器31bへの切替操作を受け付ける機能を有する。操作受付手段133は、後段検出器31a使用中に使用検出器を後段検出器31aから前段検出器31bへの切替操作を受け付ける場合、直接的な切替操作を受け付けてもよいし、予め設定された複数のFOVの中からの操作部10による、前段検出器31bに対応するFOVの選択操作を受け付けてもよい。また、操作受付手段133は、撮影制御手段132による前段検出器31bを用いた撮影中、使用検出器の後段検出器31aへの切替操作を受け付ける機能を有する。
視野サイズ設定手段134は、操作受付手段133によって前段検出器31bの関心領域の指定操作が受け付けられると、指定された関心領域に基づいて前段検出器31bの視野サイズを設定する機能を有する。
図7(A)〜(F)は、指定される関心領域と、それに対応する視野サイズとの関係を示す図である。
図7(A)は、指定された関心領域A1が、視野サイズCsとして設定される。そして、視野サイズCsは、最大視野サイズCmaxに一致する。
図7(B)は、指定された関心領域A2が、Z方向のみにおいて前段検出器31bの最大視野サイズCmaxより小さい場合を示す。この場合、関心領域A2のX、Z方向における長さのうち、大きい方の長さによって形成される正方形の視野サイズCsが設定される。そして、視野サイズCsは、最大視野サイズCmaxに一致する。
図7(C)は、指定された関心領域A3が、X、Z方向において前段検出器31bの最大視野サイズCmaxより小さい場合を示す。この場合、関心領域A3のX、Z方向における長さのうち、大きい方の長さによって形成される正方形の視野サイズCtが設定される。そして、視野サイズCtは、最大視野サイズCmaxより小さくなる。
図7(D)は、指定された関心領域A4が、Z方向のみにおいて前段検出器31bの最大視野サイズCmaxより大きい場合を示す。この場合、関心領域A4のX、Z方向における長さのうち、大きい方の長さによって形成される正方形の視野サイズCuが設定される。そして、視野サイズCuは、最大視野サイズCmaxより大きくなる。
図7(E)は、指定された関心領域A5が、X、Z方向において前段検出器31bの最大視野サイズCmaxより大きい場合を示す。この場合、関心領域A5のX、Z方向における長さのうち、大きい方の長さによって形成される正方形の視野サイズCuが設定される。そして、視野サイズCuは、最大視野サイズCmaxより大きくなる。
図7(F)は、指定された関心領域A6が、X方向において前段検出器31bの最大視野サイズCmaxより大きく、Z方向において前段検出器31bの最大視野サイズCmaxより小さい場合を示す。この場合、関心領域A6のX、Z方向における長さのうち、大きい方の長さによって形成される正方形の視野サイズCuが設定される。そして、視野サイズCuは、最大視野サイズCmaxより大きくなる。
なお、図7(A)〜(F)に示す視野サイズCs,Ct,Cuの形状が正方形である場合を説明したが、これは、前段検出器31bの検出面が正方形であることを前提にしている。前段検出器31bの検出面の形状が矩形である場合は、それに合わせて視野サイズCs,Ct,Cuの形状が設定される。
図6の説明に戻って、SID設定手段135は、操作受付手段133によって前段検出器31bの関心領域の指定操作が受け付けられると、視野サイズ設定手段134によって設定された視野サイズに基づいて、前段検出器31b使用時のSIDを設定する機能を有する。SID設定手段135は、視野サイズと前段検出器31bの現在のSIDとに基づいて前段検出器31bの現在の照射角を算出し、その照射角をSID対応テーブルに参照することで得られるSIDを前段検出器31b使用時のSIDとして設定する。
図8乃至図11は、後段検出器31b使用時のSIDと最大視野サイズの場合のSIDとの関係を示す図である。
図8乃至図11は、X線管21及び前段検出部31bの側面図(X−Y平面図)である。なお、Y−Z平面についてもX−Y平面と同様に考えられるので、説明を省略する。
図8は、視野サイズCs(図7(A),(B)にも図示)と前段検出器31の現在のSID「SF0」とに基づいて算出される照射角F1をSID対応テーブル(図2に図示)に参照して得られたSID「SF1」と、前段検出器31bの現在のSID「SF0」とが一致する場合を示す。この場合、前段検出器31bの現在のSID「SF0」がそのまま前段検出器31b使用時のSIDとして設定される。前段検出器31bの視野サイズCsは、最大視野サイズCmaxに一致する。
図9は、視野サイズCt(図7(C)にも図示)と前段検出器31bの現在のSID「SF0」とに基づいて算出される照射角F2をSID対応テーブル(図2に図示)に参照して得られたSID「SF2」より、前段検出器31bの現在のSID「SF0」が小さい場合を示す。この場合、最大視野サイズの場合のSID「SF2」が前段検出器31b使用時のSIDとして設定される。最大視野サイズの場合のSID「SF2」及び照射角F2に対応する前段検出器31bの視野サイズCt´は、最大視野サイズCmaxに一致する。
なお、SIDは機構上の制限を受け、最大視野サイズの場合のSID「SF2」が前段検出器31b使用時のSIDとして設定されることができない場合がある。その場合、図10に示すように、機構上の限界の最大SID「Smax」が前段検出器31b使用時のSIDとして設定される。最大SID「Smax」及び照射角F2に対応する前段検出器31bの視野サイズCt´´は、最大視野サイズCmaxより小さいものの、視野サイズCtと比較して最大視野サイズCmaxに近い。
図11は、視野サイズCu(図7(D)乃至図(F)にも図示)と前段検出器31bの現在のSID「SF0」とに基づいて算出される照射角F3をSID対応テーブル(図2に図示)に参照して得られたSID「SF3」より、前段検出器31bの現在のSID「SF0」が大きい場合を示す。この場合、最大視野サイズの場合のSID「SF3」が前段検出器31b使用時のSIDとして設定される。最大視野サイズの場合のSID「SF3」及び照射角F3に対応する前段検出器31bの視野サイズCu´は、最大視野サイズCmaxに一致する。
なお、SIDは機構上や、被検体S(図1に図示)や、天板7(図1に図示)の高さの制限を受け、最大視野サイズの場合のSID「SF3」が前段検出器31b使用時のSIDとして設定されることができない場合がある。その場合について図12乃至図14を用いて説明する。
図12は、指定される関心領域と、それに対応する視野サイズとの関係を示す図である。
図12は、図7(E)の変形例であり、指定された関心領域A7が、X、Z方向において前段検出器31bの最大視野サイズCmaxより大きい場合を示す。関心領域A7のX、Z方向における長さのうち、大きい方の長さによって形成される正方形の視野サイズCkが算出される。
しかしながら、視野サイズCkが大きすぎるので、視野サイズCkを前段検出器31bの最大視野サイズで撮影を行なうことは機構上の制限のため不可能である。その場合、X方向に沿って前段検出器31bの複数のセットポジションを設定し、複数のセットポジションにてそれぞれ複数回撮影が行なわれる。
図13は、前段検出器31b使用時のSIDと最大視野サイズの場合のSIDとの関係を示す図である。
図13は、X線管21及び前段検出部31bの側面図(X−Y平面図)である。図13に示すように、機構上の限界の最小SID「Smin」が前段検出器31b使用時のSIDとして設定される。照射角は、最小SID「Smin」をSID対応テーブルに参照して得ることができ、最小SID「Smin」及び照射角に対応する前段検出器31bの視野サイズCmは、最大視野サイズCmaxに一致する。なお、被検体S(図1に図示)や天板7(図1に図示)の高さによる制約のため最小SIDが更に制約を受けることを検知する手段を有する場合は、被検体Sや天板7の高さに伴う最小SIDを「Smin」と設定することができる。
図14(A),(B)は、複数のセットポジションの設定方法を示す図である。
図14(A)は、視野サイズCm(図13に図示)によってそれぞれ形成される3個の領域W1,W2,W3のX方向の長さCmxと、隣り合う領域間(W1−W2間、W2−W3間)の最小の重なり部分の長さaminとを示す。長さCmxと、最小の重なり部分の長さaminと、視野サイズCmによって形成される領域の個数n(n=2,3,4,…)とに基づいて、次の式を用いて長さL[n]が算出される。
L[n]=n×(Cmx−amin)+(n−1)×amin
上記式のnに2,3,4,…を順に代入して算出される長さL[2],L[3],L[4],…が関心領域A7のX方向の長さAxを超える場合の最小個数のnが、視野サイズによって形成される領域の個数として設定される。
そして、図14(B)に示すように、関心領域A7のX方向の長さAxに収まるように隣り合う領域間の重なり部分の長さaが調整されて、関心領域A7と視野サイズCm(図13に図示)によって形成される領域の個数との関係が決定される。このように配置された複数の領域の画像をそれぞれ収集できる、X方向に沿った複数のセットポジションが設定される。なお、図14(A),(B)では、関心領域A7のX方向の長さAxを超える領域の最小個数が、n=3(L[3]>Ax)である場合を示す。
また、図14(A),(B)を用いて、X方向における関心領域A7と視野サイズCm(図13に図示)によって形成される領域の個数との関係について説明したが、Z方向における関心領域A7と視野サイズCm(図13に図示)によって形成される領域の個数との関係についても同様に決定することができる。
図6の説明に戻って、模擬画像生成手段136は、操作受付手段133によって画像Ia(図4に図示)上で関心領域A(図4に図示)の指定操作が受け付けられると、画像Ia(図4に図示)に基づいて関心領域Aの拡大画像(模擬画像)を生成する機能を有する。そして、模擬画像生成手段136によって生成された模擬画像は、表示部9に表示される。
図15(A),(B)は、後段検出器31aの画像Ia上で指定される関心領域A2(図7(B)にも図示)と、関心領域A2の模擬画像を含む表示画面とを示す図である。図16(A),(B)は、後段検出器31aの画像Ia上で指定される関心領域A7(図12にも図示)と、関心領域A7の模擬画像を含む表示画面とを示す図である。
図15(A)は、後段検出器31aの画像Ia上で指定される関心領域A2と、そのX、Z方向とを示す。図15(B)は、画像Iaに基づく関心領域A2の模擬画像(低解像度)を含む表示画面を示す。この場合、図9を用いて説明したように、SID「SF2」が設定されることになる。
図15(B)に示すように、表示画面は、最大視野サイズの場合のSID「SF2」(図9に図示)としての「130cm」を含む。また、表示画面は、最大視野サイズの場合のSID「SF2」におけるX線条件を含んでもよい。さらに、表示画面には、SID「SF2」におけるセットポジションの数(撮影回数)を含んでもよい。なお、模擬画像と同等の領域の高解像度の画像が前段検出器31bで収集される場合、X方向における関心領域A2の幅と比較してZ方向における関心領域A2の幅が小さいので、Z方向の両端領域が、X線絞り器22(図1に図示)によって遮蔽されて撮影されることになる。
図16(A)は、後段検出器31aの画像Ia上で指定される関心領域A7と、そのX、Z方向とを示す。図16(A)は、画像Iaに基づく関心領域A7の模擬画像(低解像度)を含む表示画面を示す。この場合、図13を用いて説明したように、最小SID「Smin」が設定されることになる。
図16(B)に示すように、表示画面は、SID「Smin」(図13に図示)としての「100cm」を含む。また、表示画面は、SID「Smin」におけるX線条件を含んでもよい。さらに、表示画面には、SID「Smin」におけるセットポジションの数(撮影回数)を含んでもよい。加えて、表示画面の模擬画像には、視野サイズCm(図13に図示)の複数の領域W1,W2の枠が示されてもよい。なお、模擬画像と同等の領域の高解像度の画像が前段検出器31bで収集される場合、X方向における関心領域A2の幅と比較してZ方向における関心領域A2の幅が小さいので、Z方向の両端領域が、X線絞り器22(図1に図示)によって遮蔽されて撮影されることになる。
図6の説明に戻って、X線量算出手段137は、現在のSIDが、SID設定手段135によって設定された前段検出器31b使用時のSIDより小さい場合(図9及び図10に示す場合)、設定された前段検出器31b使用時のSIDに対応するX線量を算出する機能を有する。そして、X線量算出手段137によって算出されたX線量は、表示部9に表示される。X線量算出手段137は、SIDが大きい程、大きなX線量を算出する。操作者は、表示されたX線量を確認して、設定された前段検出器31b使用時のSIDを採用するか否かを判断することもできる。
切替制御手段138は、操作受付手段133によって関心領域の指定操作が受け付けられ、使用検出器の切替操作が受け付けられた場合、機構部4を制御して、図2等を用いて説明したように、使用検出器を後段検出器31aから前段検出器31bに切り替える機能を有する。その場合、切替制御手段138は、機構部4を制御して、前段検出器31bをX−Z平面(図5に図示)上で位置決めすると共に、SID設定手段135によって設定された前段検出器31b使用時のSIDに基づいてY方向(図5に図示)、すなわち、SID方向に位置決めする。SIDを変更させる場合、切替制御手段138は、機構部4を制御して、X線検出部3(又はX線発生部2)をY方向(図5に図示)に移動させる。
そして、撮影制御手段132によって、図8乃至図11にそれぞれ示すSID「SF1」、「SF2」、「Smax」又は「SF3」で撮影が実行される。したがって、図8乃至図11にそれぞれ示す視野サイズCs、Ct´、Ct´´又はCu´で撮影が実行されることになるので、従来技術と比較して光学的に高分解能の画像を収集できる。また、撮影制御手段132によって、自動的に設定されたX−Z平面(図5に図示)上における複数のセットポジションのそれぞれで、図13に示すSID「Smin」で撮影が実行される。したがって、X−Z平面(図5に図示)上における複数のセットポジションのそれぞれで、図13に示す視野サイズCmで撮影が実行されることになるので、従来技術と比較して、操作者によるセットポジションの変更操作によらず、自動的に光学的に高分解能の画像を収集できる。
続いて、図1、図17乃至図19を用いて、本実施形態のX線診断装置1の動作について説明する。
図17乃至図19は、本実施形態のX線診断装置1の動作を示すフローチャートである。
X線診断装置1は、操作部10による操作に従って機構部4が制御されて天板7上の被検体Sに対して被移動体がポジショニングされた後、操作部10による操作に従ってX線発生部2、X線検出部3、機構部4、高電圧発生部5、画像処理部8、表示部9、及び記憶部11を制御して、天板7上の被検体Sの後段検出器31aによる撮影を開始する(ステップST1)。X線診断装置1は、ステップST1による撮影によって得られた画像を第1モニタ92a(図2に図示)を介して表示させたり、記憶部11に記憶させたりする。
X線診断装置1は、ステップST1によって後段検出器31aによる撮影が開始されると、関心領域A(図4に図示)が指定され、使用検出器の前段検出器31bへの切替操作を受け付けたか否かを判断する(ステップST2)。ステップST2の判断にてYES、すなわち、使用検出器の後段検出器31aへの切替操作を受け付けたと判断される場合、X線診断装置1は、ステップST1によって開始された(又は、後述する図19のステップST28によって再開された)後段検出器31aによる撮影を終了する(ステップST3)。
ステップST2の判断にてNO、すなわち、使用検出器の後段検出器31aへの切替操作を受け付けてないと判断される場合、X線診断装置1は、被検体Sの撮影を終了するか否かを判断する(ステップST4)。ステップST4の判断にてYES、すなわち、被検体Sの撮影を終了すると判断される場合、X線診断装置1は、動作を終了する。一方、ステップST4の判断にてNO、すなわち、被検体Sの撮影を終了しないと判断される場合、X線診断装置1は、ステップST2に戻る。
ステップST3に続き、X線診断装置1は、機構部4を制御して、前段検出器31bを関心領域A(図4に図示)に基づくX−Z平面(図5に図示)上のセットポジションまで移動させて、X−Z平面(図5に図示)上で位置合わせする(ステップST5)。そして、X線診断装置1は、指定された関心領域A(図4に図示)に基づいて、視野サイズを設定する(ステップST6)。ステップST6による視野サイズの設定方法は、図7(A)〜(F)及び図12を用いて説明したとおりである。
X線診断装置1は、前段検出器31bの現在のSIDと、ステップST6によって設定された視野サイズとに基づいて前段検出器31bの照射角を算出し、その照射角をSID対応テーブル(図2に図示)に参照することでSIDを得る(ステップST7)。
X線診断装置1は、前段検出器31bの現在のSIDが、ステップST7によって得られた最大視野サイズの場合のSIDに一致するか否かを判断する(ステップST8)。ステップST8の判断にてYES、すなわち、現在のSIDが、最大視野サイズの場合のSIDに一致すると判断される場合(図8に図示する場合)、前段検出器31bの現在のSIDを変更させない。そして、X線診断装置1は、X線発生部2、X線検出部3、機構部4、高電圧発生部5、画像処理部8、表示部9、及び記憶部11を制御して、天板7上の被検体Sの前段検出器31bによる撮影を開始する(図19のステップST9)。X線診断装置1は、ステップST9による撮影によって得られた画像を第2モニタ92b(図3に図示)を介して表示させたり、記憶部11に記憶させたりする。前段検出器31b使用中、SIDの変更操作に基づいてSIDが変更される場合もある。
一方、ステップST8の判断にてNO、すなわち、前段検出器31bの現在のSIDが、最大視野サイズの場合のSIDと一致しないと判断される場合、X線診断装置1は、前段検出器31bの現在のSIDが、ステップST7によって得られた最大視野サイズの場合のSIDより小さいか否かを判断する(図18のステップST10)。ステップST10にてYES、すなわち、前段検出器31bの現在のSIDが、最大視野サイズの場合のSIDより小さいと判断される場合、前段検出器31bの現在のSIDを、ステップST7によって得られた最大視野サイズの場合のSIDに拡大変更することが機構上可能であるか否かを判断する(ステップST11)。ステップST11にてYES、すなわち、前段検出器31bの現在のSIDを、最大視野サイズの場合のSIDに拡大変更することが可能であると判断される場合(図9に図示する場合)、X線診断装置1は、後段検出器31aの画像Ia(図4に図示)に基づいて、指定された関心領域に関する模擬画像(図15(B)に図示)を生成して表示部9に表示させ、ステップST7によって得られた最大視野サイズの場合のSIDに対応するX線量を算出して表示部9に表示させる(ステップST12)。
X線診断装置1は、ステップST11によって表示されたX線量の許容操作が行なわれると(ステップST13)、機構部4を制御して、前段検出器31bの現在のSIDを、ステップST7によって得られた最大視野サイズの場合のSIDに拡大変更してY方向(図5に図示)に位置合わせする(ステップST14)。そして、X線診断装置1は、天板7上の被検体Sの前段検出器31bによる撮影を開始する(図19のステップST9)。
ステップST11の判断にてNO、すなわち、前段検出器31bの現在のSIDを、最大視野サイズの場合のSIDに拡大変更することが不可能であると判断される場合(図10に図示する場合)、X線診断装置1は、機構上の最大SIDを得る(ステップST15)。そして、X線診断装置1は、後段検出器31aの画像Ia(図4に図示)に基づいて、指定された関心領域に関する模擬画像を生成して表示部9に表示させ、ステップST15によって得られた最大SIDに対応するX線量を算出して表示部9に表示させる(ステップST16)。
X線診断装置1は、ステップST16によって表示されたX線量の許容操作が行なわれると(ステップST17)、機構部4を制御して、前段検出器31bの現在のSIDを、ステップST15によって得られた最大SIDに拡大変更してY方向(図5に図示)に位置合わせする(ステップST18)。そして、X線診断装置1は、天板7上の被検体Sの前段検出器31bによる撮影を開始する(図19のステップST9)。
また、ステップST10にてNO、すなわち、前段検出器31bの現在のSIDが、最大視野サイズの場合のSIDより大きいと判断される場合、X線診断装置1は、前段検出器31bの現在のSIDを、ステップST7によって得られた最大視野サイズの場合のSIDに縮小変更することが機構上可能であるか否かを判断する(ステップST19)。ステップST19にてYES、すなわち、前段検出器31bの現在のSIDを、最大視野サイズの場合のSIDに縮小変更することが可能であると判断される場合(図11に図示する場合)、X線診断装置1は、後段検出器31aの画像Ia(図4に図示)に基づいて、指定された関心領域に関する模擬画像を生成して表示部9に表示させる(ステップST20)。
X線診断装置1は、機構部4を制御して、前段検出器31bの現在のSIDを、ステップST7によって得られた最大視野サイズの場合のSIDに縮小変更してY方向(図5に図示)に位置合わせする(ステップST21)。そして、X線診断装置1は、天板7上の被検体Sの前段検出器31bによる撮影を開始する(図19のステップST9)。
ステップST19の判断にてNO、すなわち、前段検出器31bの現在のSIDを、最大視野サイズの場合のSIDに縮小変更することが不可能であると判断される場合(図13に図示する場合)、X線診断装置1は、機構上の最小SIDを得る(ステップST22)。X線診断装置1は、X−Z平面(図5に図示)上の複数のセットポジションを設定する(ステップST23)。ステップST23による複数のセットポジションの設定方法は、図14(A),(B)を用いて説明したとおりである。そして、X線診断装置1は、後段検出器31aの画像Ia(図4に図示)に基づいて、指定された関心領域に関する模擬画像(図16(B)に図示)を生成して表示部9に表示させる(ステップST24)。
X線診断装置1は、機構部4を制御して、前段検出器31bの現在のSIDを、ステップST22によって得られた最小SIDに縮小変更してY方向(図5に図示)に位置合わせする(ステップST25)。そして、X線診断装置1は、天板7上の被検体Sの前段検出器31bによる撮影を開始する(図19のステップST9)。
ステップST9に続き、X線診断装置1は、使用検出器の後段検出器31aへの切替操作を受け付けたか否かを判断する(ステップST26)。ステップST26の判断にてYES、すなわち、使用検出器の後段検出器31aへの切替操作を受け付けたと判断される場合、X線診断装置1は、ステップST9によって開始された前段検出器31bによる撮影を終了する(ステップST27)。X線診断装置1は、X線発生部2、X線検出部3、機構部4、高電圧発生部5、画像処理部8、表示部9、及び記憶部11を制御して、天板7上の被検体Sの後段検出器31aによる撮影を再開して(ステップST28)、図17のステップST2に戻る。
ステップST26の判断にてNO、すなわち、使用検出器の後段検出器31aへの切替操作を受け付けてないと判断される場合、X線診断装置1は、使用検出器の後段検出器31aへの切替操作を受け付けるまで待機する。
本実施形態のX線診断装置1によると、後段検出器31aによる画像上で指定された関心領域の大きさに関わらず、分解能に優れた前段検出器31bの画像を収集することができる。また、本実施形態のX線診断装置1によると、前段検出器31bの位置を変更して複数の位置に対応する複数の画像を収集する場合の操作性を向上させることができる。
以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
1 X線診断装置
2 X線発生部
3 X線検出部
6 Cアーム(支持部)
7 天板(載置部)
10 操作部
11 記憶部
12 IF
13 システム制御部
31a 後段検出器
31b 前段検出器
41 検出器移動機構
131 位置合わせ手段
132 撮影制御手段
133 操作受付手段
134 視野サイズ設定手段
135 SID設定手段
136 模擬画像生成手段
137 X線量算出手段
138 切替制御手段

Claims (9)

  1. X線を発するX線源と、
    前記X線を検出する第1検出器と、
    最大視野サイズが前記第1検出器の最大視野サイズより小さく前記第1検出器の視野内の前記X線を検出可能な第2検出器と、
    前記第1検出器による画像上で指定された関心領域に対応する前記第2検出器の視野サイズに応じて前記第2検出器のSID(source−to−image distance)を制御する制御手段と、
    を有するX線診断装置。
  2. 前記制御手段は、前記関心領域に対応する前記第2検出器の視野サイズの大きさが前記第2検出器の最大視野サイズより小さい場合、前記SIDを拡大変更する請求項1に記載のX線診断装置。
  3. 前記関心領域に対応する前記第2検出器の視野サイズの大きさが前記第2検出器の最大視野サイズに一致する場合のSIDを求めるSID設定手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記得られたSIDとなるように前記SIDを拡大変更する請求項2に記載のX線診断装置。
  4. 前記制御手段は、機構上、前記得られたSIDまで前記SIDを拡大変更不可能な場合、最大のSIDとなるように前記SIDを拡大変更する請求項3に記載のX線診断装置。
  5. 前記拡大変更後のSIDにおけるX線量を算出して表示部に表示させるX線量算出手段をさらに有する請求項3又は4に記載のX線診断装置。
  6. 前記制御手段は、前記関心領域に対応する前記第2検出器の視野サイズの大きさが前記第2検出器の最大視野サイズより大きい場合、前記SIDを縮小変更する請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のX線診断装置。
  7. 前記関心領域に対応する前記第2検出器の視野サイズの大きさが前記第2検出器の最大視野サイズに一致する場合のSIDを得るSID設定手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記得られたSIDとなるように前記SIDを縮小変更する請求項6に記載のX線診断装置。
  8. 前記制御手段は、機構上、前記得られたSIDまで前記SIDを縮小変更不可能な場合、最小のSIDとなるように前記SIDを縮小変更する請求項7に記載のX線診断装置。
  9. 前記指定された関心領域の画像を長尺画像として得るために、前記最小のSIDで、前記第2検出器の最大視野サイズで、複数の撮影位置を設定する手段をさらに有する請求項8に記載のX線診断装置。
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