JP6430238B2 - 放射線撮影装置 - Google Patents
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Description
すなわち、従来装置では、サブトラクション画像上の椎骨の境目を正確に認識できるとは限らないのである。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、サブトラクション画像を利用して骨解析を行う放射線撮影装置であって、高電圧条件に係る放射線または低電圧条件に係る放射線を照射する放射線源と、放射線源を制御する放射線源制御手段と、被検体を透過した放射線を検出する検出手段と、検出手段の出力に基づいて、放射線画像を生成する画像生成手段と、高電圧および低電圧条件に係る放射線画像の差分に相当するサブトラクション画像を生成するサブトラクション画像生成手段と、サブトラクション画像に写り込んでいる被検体の骨像の一部に画像処理を施して、骨の状態を評価する評価値を算出する骨解析手段と、術者の指示を入力させる入力手段と、骨解析手段が前記サブトラクション画像上における解析を実行する部分を指定する際に、術者の指示に応じて表示手段に表示される画像をサブトラクション画像と放射線画像との間で切り替える表示切り替え手段と、表示手段に表示された画像に重畳表示される各骨の区切れ位置を示すマークであって、サブトラクション画像と放射線画像との間で同一のマークを術者の指示に応じて移動させる手段を備えることを特徴とするものである。
サブトラクション画像を利用して骨解析を行う放射線撮影装置であって、高電圧条件に係る放射線または低電圧条件に係る放射線を照射する放射線源と、前記放射線源を制御する放射線源制御手段と、前記放射線源を縦方向に移動させる移動手段と、前記移動手段を制御する移動制御手段と、縦方向に幅狭で横方向に幅広の放射線ビームとなるように前記放射線源から照射される放射線の広がりを制限するコリメータと、前記放射線ビームを高電圧条件と低電圧条件で交互に照射するように前記放射線源を制御する放射線源制御手段と、被検体を透過した放射線を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて、縦方向に幅狭で横方向に幅広の短冊画像を生成する短冊画像生成手段と、連続的に撮影された高圧および低圧条件に係る短冊画像同士の差分である差分短冊画像を生成する差分短冊画像生成手段と、前記差分短冊画像同士を縦方向に配列してつなぎ合わせて前記サブトラクション画像を生成するサブトラクション画像生成手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
まず、実施例1に係るX線撮影装置1の構成について説明する。X線撮影装置1は、図1に示すように仰臥位の被検体Mを載置する天板2と、天板2の上側(一面側)に設けられたX線を照射するX線管3と、天板2の下側(他面側)に設けられたX線を検出するFPD4とを備えている。FPD4は、被検体Mを透過したX線を検出する検出器であり、被検体Mの体軸方向Aまたは体側方向Sのいずれかに沿った4つの辺を有する矩形となっている。また、X線管3は、四角錐形状のX線をFPD4に向けて照射する。FPD4は、X線を全面で受光することになる。支柱5は、天板2の下側(他面側)から天板2の上側(一面側)に向けて伸びており、X線管3を支持している。FPD4は、天板2に設けられた寝台本体に支持される。寝台本体は、図1においては図示を省略されている。X線管3は本発明の放射線源に相当し、FPD4は本発明の検出手段に相当する。
X線管3には、X線の照射範囲を制限するコリメータ3aが設けられている。コリメータ3aは、開度の調節が可能となっている。コリメータ3aは、図4に示すように、軸Cを基準として鏡像対称に移動する1対の遮蔽羽根3bを有し、同じく軸Cを基準として鏡像対称に移動するもう1対の遮蔽羽根3bを備えている。このコリメータ3aは、遮蔽羽根3bを移動させることで、FPD4が有する検出面4aの全面にコーン状のX線Bを照射させることもできれば、たとえば、検出面4aの中心部分だけにファン状のX線Bを照射させることもできる。なお、軸Cは、X線Bの中心を示す軸となっている。また、遮蔽羽根3bの2対のうち一方は、4角錐形状となっているX線Bの体軸方向Aへの広がりを調整するものであり、もう一方の遮蔽羽根3bの対は、X線Bの体側方向Sへの広がりを調整するものである。X線管3を移動させるとコリメータ3aもX線管3に伴って移動する。一対の遮蔽羽根3bは、X線を遮断する。
短冊画像PSL1,PSH1は、差分短冊画像生成部12に送出される。差分短冊画像生成部12は、連続的に撮影された高圧および低圧条件に係る短冊画像同士の差分である差分短冊画像SS1を生成する。すなわち、差分短冊画像生成部12は、図9に示すように被検体Mの同じ領域R1を写し込んでいる短冊画像PSL1,PSH1の間で差分をとり差分短冊画像SS1を生成する。この差分短冊画像SS1は、被検体Mの骨が強調されたサブトラクション画像となっているが、撮影視野が極端に狭い。差分短冊画像生成部12は本発明の差分短冊画像生成手段に相当する。
こうして生成された差分短冊画像SS1〜SSnは、被検体Mの一部領域を写し込んでいる。この差分短冊画像SS1〜SSnは、X線管3が被検体Mに対して移動しながら連射されたものであるから、各画像は、被検体Mの異なる部分を写し込んでいることになる。
差分短冊画像SS1〜SSnは、サブトラクション画像生成部13に送出される。サブトラクション画像生成部13は、図11に示すように、差分短冊画像SS1〜SSnについて互いにオーバーラップしている部分が重なり合うように重ね合わせ、一枚のサブトラクション画像sを生成する。サブトラクション画像生成部13は、差分短冊画像SS同士を体軸方向Aに配列してつなぎ合わせてサブトラクション画像sを生成する。これにより、サブトラクション画像生成部13は、高電圧および低電圧条件に係るX線画像PH,PLの差分に相当するサブトラクション画像sを間接的に生成することになる。サブトラクション画像生成部13は本発明のサブトラクション画像生成手段に相当する。
本発明に係るサブトラクション画像sの生成方法は、差分短冊画像SS1〜SSnを生成してこれらをつなぎ合わるというものである。短冊画像を連射してサブトラクション画像sを撮影する方法としては、本願のものに限られないはずである。例えば、撮影方法としては、FPD4の一端から他端、他端から一端までX線管3を往復させて、往路で高電圧モードに係る短冊画像ばかりを連写するとともに、復路で低電圧モードに係る短冊画像ばかりを連写して全てを撮り終えるという方法もあるわけである。
図13は、サブトラクション画像sとX線画像PLとを比較する図である。X線画像PLは、被検体Mの椎体の詳細が写り込んだ画像となっているものの、細かい構造まで写り込んでしまい、難解な印象を与える。また、X線画像PLは、コントラストが低く、その意味で見づらい。サブトラクション画像sは、X線画像PLと同じ骨が写り込んだ画像である。X線画像PLとは異なるのは、骨が強調されていることである。サブトラクション画像sは、被検体Mの椎骨の一つ一つが強調された画像となっており、形状が簡略化されている。また、サブトラクション画像sはコントラストが高く、その意味で見やすい。
サブトラクション画像sは、椎体形状画像生成部14に送出される。椎体形状画像生成部14は、サブトラクション画像sに写り込んでいる椎体の形状を認識して、椎体の形状を示す椎体形状画像を生成する。すなわち、椎体形状画像生成部14は、図14に示すように、画像処理によりサブトラクション画像s上の椎体の形状を認識して、この形状を示す図形を写し込んだ椎体形状画像PTを生成する。椎体形状画像PTに写り込む図形は椎骨の各々を節で表した一本線のような概形となる。また、椎体形状画像生成部14は、図形の節を表した線分を椎体形状画像PT上の図形に重畳させる。椎体形状画像PT上の椎体を示す図形は、図14においては、作図の都合上、太枠で示されているが、実際の椎体形状画像PTに写り込む図形は、内部が薄い彩色で塗りつぶされたものであり、必ずしも輪郭が強調されているわけではない。椎体形状画像生成部14は本発明の椎体形状画像生成手段に相当する。
骨解析部15は、サブトラクション画像s上に写り込む椎骨の例えば一つに対して画像処理により解析処理を施す構成である。骨解析部15が行う解析としては、例えば、骨密度の解析や、骨梁解析、骨塩定量などの各種解析を挙げることができる。骨解析部15は、サブトラクション画像sに写り込んでいる被検体Mの骨像の一部に画像処理を施して、骨の状態を評価する評価値を算出する。本実施例の骨解析部15は、骨密度の解析を実行する。骨解析部15は本発明の骨解析手段に相当する。
サブトラクション撮影の終了後、表示部29には、図16の左側に示すようにサブトラクション画像sが表示されている。このサブトラクション画像sには、椎体形状画像PTが重畳した状態で表示されている。このとき、椎体形状画像PTは、サブトラクション画像s上に重ねてもサブトラクション画像s上の像を覆い隠さないように半透明にされている。このように表示部29は、骨解析部15が解析を実行する部分をサブトラクション画像s上で指定する際に、サブトラクション画像s上の骨の位置を示す画像(図16の左側の場合は、サブトラクション画像sそのもの)を表示する。サブトラクション画像s上の骨の位置を示す画像としては、他にもX線画像PLがある。表示部29は本発明の表示手段に相当する。
本発明の効果について説明する。図17は、本発明の効果が顕著に分かる例である。図17は、椎体を形成する椎間板がすり減った被検体Mのサブトラクション画像sである。このような被検体Mに対して骨解析をするのは困難を伴う。サブトラクション画像s上の椎骨同士がつながってしまい、椎骨の境目の判別がつかないからである。サブトラクション画像sは、コントラストが高く、骨とそうでない部分がはっきりと分かれた二値画像に近い画像である。このような画像に非常に隣接する椎骨像の輪郭は、似通った画素値で塗りつぶれてしまい境目を視認することができない。
主制御部27は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部27は、CPUによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、X線管制御部6および各部8,10,11,12,13,14,15,21,24,30を実現している。また、これら各部は、これらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部28は、各部が生成する画像などを記憶する。各部は、必要に応じて記憶部28にアクセスすることができる。
4 FPD(検出手段)
6 X線管制御部(放射線源制御手段)
10 短冊画像生成部(短冊画像生成手段)
11 X線画像生成部(画像生成手段)
12 差分短冊画像生成部(差分短冊画像生成手段)
13 サブトラクション画像生成部(サブトラクション画像生成手段)
14 椎体形状画像生成部(椎体形状画像生成手段)
15 骨解析部(骨解析手段)
20 支柱移動機構(移動手段)
21 支柱移動制御部(移動制御手段)
23 フィルタ切り替え部(フィルタ切り替え手段)
25 高電圧フィルタ、低電圧フィルタ
26 操作卓(入力手段)
29 表示部(表示手段)
30 表示切り替え部(表示切り替え手段)
Claims (7)
- サブトラクション画像を利用して骨解析を行う放射線撮影装置であって、
高電圧条件に係る放射線または低電圧条件に係る放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源を制御する放射線源制御手段と、
被検体を透過した放射線を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、
高電圧および低電圧条件に係る放射線画像の差分に相当するサブトラクション画像を生成するサブトラクション画像生成手段と、
前記サブトラクション画像に写り込んでいる被検体の骨像の一部に画像処理を施して、骨の状態を評価する評価値を算出する骨解析手段と、
術者の指示を入力させる入力手段と、
前記骨解析手段が前記サブトラクション画像上における解析を実行する部分を指定する際に、術者の指示に応じて表示手段に表示される画像を前記サブトラクション画像と前記放射線画像との間で切り替える表示切り替え手段と、
前記表示手段に表示された前記画像に重畳表示される各骨の区切れ位置を示すマークであって、前記サブトラクション画像と前記放射線画像との間で同一のマークを術者の指示に応じて移動させる手段を備えることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1に記載の放射線撮影装置において、
前記表示切り替え手段は、前記サブトラクション画像と低電圧条件または高電圧条件に係る放射線画像との間で切り替えを実行することを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1または請求項2に記載の放射線撮影装置において、
前記サブトラクション画像に写り込んでいる椎体の形状を認識して、椎体の形状を示す椎体形状画像を生成する椎体形状画像生成手段を備え、
前記表示手段は、前記サブトラクション画像または前記放射線画像に前記椎体形状画像を重畳して表示することを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記骨解析手段は、骨密度の解析を実行することを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源から照射される高電圧条件に係る放射線を通過させる高電圧フィルタと、
前記放射線源から照射される低電圧条件に係る放射線を通過させる低電圧フィルタと、
放射線が通過するフィルタを前記高電圧フィルタと前記低電圧フィルタとの間で切り替えるフィルタ切り替え手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
椎骨解析用となっていることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源を縦方向に移動させる移動手段と、
前記移動手段を制御する移動制御手段と、
縦方向に幅狭で横方向に幅広の放射線ビームとなるように前記放射線源から照射される放射線の広がりを制限するコリメータとを備え、
前記放射線源制御手段が前記放射線ビームを高電圧条件と低電圧条件で交互に照射するように前記放射線源を制御するように構成され、
前記検出手段の出力に基づいて、縦方向に幅狭で横方向に幅広の短冊画像を生成する短冊画像生成手段と、
連続的に撮影された高圧および低圧条件に係る短冊画像同士の差分である差分短冊画像を生成する差分短冊画像生成手段を備え、
前記サブトラクション画像生成手段が差分短冊画像同士を縦方向に配列してつなぎ合わせて前記サブトラクション画像を生成するように構成されることを特徴とする放射線撮影装置。
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