JP6459627B2 - 放射線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体の骨の解析を行うことができる放射線撮影装置に関する。

医療機関には、被検体の骨を放射線で撮影して骨の健全性を示す数値を算出する放射線撮影装置が備えられている。このような放射線撮影装置は、図１４に示すように放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出する放射線検出器５４とを備えている。放射線源５３と放射線検出器５４との間には被検体Ｍを載置する天板５２が備えられている（例えば特許文献１参照）。

このような放射線撮影装置の放射線検出器５４は、ラインセンサタイプとなっていることが一般的である。ラインセンサタイプの放射線検出器５４は、放射線検出素子が１方向に配列された構成となっており、被検体の体側方向に幅広で、被検体の体軸方向に幅狭の短冊状の形状となっている。放射線検出器５４は、被検体の体側方向に伸びたラインセインサである。

このような放射線撮影装置で被検体の腰骨の解析を行う場合について説明する。このような解析を行うには、まず被検体が天板５２に載置され、術者は触診を通じて被検体の腰骨の位置を確認する。そして、術者が装置に設けられた入力部を通じて放射線源５３および放射線検出器５４の移動を指示すると、装置は、図１４の矢印が示すように放射線源５３と放射線検出器５４との相対位置が保たれた状態で両者を被検体に対して移動させる。この操作を通じ術者は、放射線源５３および放射線検出器５４を被検体の腰骨の位置まで移動させることができる。

術者が入力部を通じて放射線画像撮影開始の指示を行うと、放射線の照射が開始される。そして、図１４の矢印が示すように放射線源５３および放射線検出器５４が互いの相対位置を保った状態で被検体に対して移動しながら放射線の連射が実行される。このときの放射線源５３および放射線検出器５４の移動方向は被検体の体軸方向となっている。放射線検出器５４は、放射線が照射される度に放射線の検出を実行する。このように、放射線撮影は、撮影位置を変えながら複数回にわたり実行されることになる。

放射線検出器５４は、放射線が照射される度に放射線検出結果を示す検出データを出力する。この検出データに基づいて被検体の腰部の一部が写り込んでいる短冊画像が得られる。放射線源５３および放射線検出器５４が被検体に対して移動しながら撮影された複数の短冊画像をつなぎ合わせると、被検体の腰部全体が写り込んだ合成画像が得られる。この合成画像には、これから骨解析を行おうとする被検体の腰骨が写り込んでいる。放射線撮影装置は、合成画像に写り込んでいる腰骨の像に画像解析を実行することで腰骨の健全性を示す数値（例えば骨密度）を算出する構成となっている。

従来構成が短冊画像をつなぎ合わせて合成画像を生成する構成を採用しているのには、骨の解析の信頼性を高めるという目的がある。放射線検出器５４に２次元センサを採用すれば、合成画像と同等の撮影範囲を有する画像が一度の放射線照射で得られることにはなる。しかしこのようにすると、画像には散乱放射線も写り込んでしまう。散乱放射線とは、放射線源５３から照射された放射線のうち被検体内で散乱された放射線のことである。このような散乱放射線の写り込みは骨密度などの値を定量する放射線撮影装置にとって大きな問題となる。定量的解析を目的とした撮影では、散乱放射線が写り込むかどうかで結果の値が変わってきてしまうからである。

従来構成のように、短冊画像を撮影するようにすれば、撮影範囲が狭いのでそれだけ散乱放射線が短冊画像に写り込む可能性が小さくなる。複数撮影しこれらをつなぎ合わせて合成画像を生成する様にすれば、散乱放射線の影響が抑制された鮮明な被検体像を得ることができる。このような合成画像に基づいた骨解析の結果は、信頼性の高いものとなる。

特開２０１３−１８４０１７号公報

しかしながら、従来構成に係る装置は、次のような問題点がある。
すなわち、従来構成の装置は、撮影のやり直しが頻発してしまう。

従来構成おける骨の撮影は、短冊画像をつなぎ合わせることで実行される。この短冊画像の撮影範囲はかなり狭く、これだけ単独で視認しても、被検体のどの部分が写り込んでいるか分からない。たとえ、短冊画像に被検体の腰骨の１つが写り込んでいたとしても、この腰骨が５個ある被検体の腰骨のうちのどれなのか把握することは難しい。そこで、従来装置では、骨の解析を実行する際に合成画像を表示するようになっており、術者は、検査対象となる被検体の腰骨が合成画像に写り込んでいるかどうかを確認することができるようになっている。

骨の解析は、合成画像に画像解析を施して実行される。したがって、骨の解析は、合成画像に写り込んでいる腰骨についてしか行えない。したがって、撮影開始時点における被検体と撮像系５３，５４との位置関係が適切でなく、合成画像に解析目的の腰骨が写り込んでいない場合、骨解析ができないことになる。したがって、合成画像に解析目的の腰骨が写り込んでいないときには、撮影のやり直しをする必要がある。

図１５の左側は、被検体と撮像系５３，５４との位置関係が適切でないまま撮影されてしまった合成画像を示している。この合成画像には解析目的の腰骨の一部しか写り込んでおらず、骨解析に用いることができない。図１５の左側のような合成画像を視認した術者は、撮影のやり直しの必要があるものと判断し、天板５２上の被検体を移動させたり、撮像系５３，５４を体軸方向に移動させたりして被検体と撮像系５３，５４との位置を再調整する。

図１５の右側は、位置の再調整の結果、被検体と撮像系５３，５４との位置関係が適切となった状態で撮影された合成画像を示している。この合成画像には解析目的の腰骨の全体が写り込んでおり、骨解析に用いられる。従来構成によれば、被検体と撮像系５３，５４との位置関係が適切となるまで合成画像の撮影が何度も繰り返される可能性がある。

骨の解析用の撮影は、比較的強い放射線を被検体に照射して行われる。骨解析の信頼性を担保する必要があるからである。したがって、１度合成画像を撮影すると被検体の被曝量は相当なものとなってしまう。被検体の被曝量軽減の観点から、合成画像撮影のやり直しは避けるべきである。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、骨の解析用の撮影の前に適切な被検体のポジショニングを行える放射線撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、骨解析を行う放射線撮影装置であって、放射線を照射する放射線源と、被検体を透過した放射線を検出する検出手段と、検出手段から出力された放射線の検出信号に基づいて骨解析用の画像の撮影範囲の全域についてのプレビューであり、動画となっているライブ像を生成するライブ像生成手段と、ライブ像を表示する表示手段と、表示手段がライブ像を表示している際に放射線源および検出手段から構成される撮像系と被検体との位置関係の調整に関する術者の指示を入力させる入力手段と、撮像系と被検体との位置関係を変更する位置変更手段と、入力手段に入力した指示に基づいて位置変更手段を制御する位置変更制御手段と、位置変更制御手段による位置関係の調整後に放射線源より照射された放射線を検出手段に検出させることにより骨解析用の画像を生成する解析用画像生成手段と、骨解析用の画像に基づいて、骨解析を実行する骨解析手段を備えるとともに、放射線源を被検体に対し縦方向に移動させる放射線源移動手段と、放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、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、解析用画像生成手段は、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画像断片を生成する構成となっており、放射線源が縦方向に移動されながら連写された画像断片を縦方向に配列してつなぎ合わせて骨解析用の画像を生成することを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明によれば、骨の解析用の撮影の前に適切な被検体のポジショニングを行える放射線撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明の装置では骨解析用の画像の撮影の前にライブ像を表示するようになっている。このライブ像は、骨解析用の画像の撮影範囲の全域をプレビューする放射線透視画像なので、術者はこのライブ像に基づいて解析目的の骨がこれから撮影される骨解析用の画像に写り込むかどうかを知ることができる。そして、ライブ像に解析目的の骨が写り込んでいない場合、術者はライブ像を視認しながら撮像系と被検体との位置関係を調整することにより、ライブ像に解析目的の骨を写し込ませることができる。本発明の構成によれば骨解析用の画像の撮影前に解析目的の骨が撮影範囲に確実に収まることが保証されるので、従来のように骨解析用の画像の撮影を何度もやり直す必要がない。したがって、本発明の装置は、被検体の放射線曝射を極力抑制することができる。
また、画像断片を連写してこれらをつなぎ合わせることで骨解析用の画像を撮影するようにすれば、散乱放射線の影響が少ない鮮明な画像を撮影することができる。これにより、より正確な骨解析が実行できる。

また、上述の放射線撮影装置において、ライブ像生成手段が生成するライブ像の撮影範囲は、骨解析用の画像の撮影範囲に一致していればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を説明している。ライブ像生成手段が生成するライブ像の撮影範囲が骨解析用の画像の撮影範囲に一致していれば、術者は骨解析用の画像の撮影範囲をより確実に認識できるようになる。

また、上述の放射線撮影装置において、表示手段は、ライブ像に像の中心を示すマークを重畳させて表示すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を説明している。表示手段がライブ像に像の中心を示すマークを重畳させて表示するようにすれば、術者はこのマークを目安に撮像系と被検体との位置関係を調整することができるので、位置調整が容易なものとなる。

（削除）

（削除）

また、上述の放射線撮影装置において、骨解析手段は、骨解析用の画像に基づいて骨密度を算出すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を説明している。本発明は骨密度定量を行う放射線撮影装置にも応用することができる。

本発明の装置では骨解析用の画像の撮影の前にライブ像を表示するようになっている。このライブ像は、骨解析用の画像の撮影範囲を表した放射線透視画像なので、ライブ像に解析目的の骨が写り込んでいない場合、術者はライブ像を視認しながら撮像系と被検体との位置関係を調整することができる。本発明の構成によれば骨解析用の画像の撮影前に解析目的の骨が撮影範囲に確実に収まることが保証されるので、従来のように骨解析用の画像の撮影を何度もやり直す必要がない。したがって、本発明の装置は、被検体の放射線曝射を極力抑制することができる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係るコリメータを説明する模式図である。 実施例１に係る撮像系の移動を説明する模式図である。 実施例１に係る天板の移動を説明する模式図である。 実施例１に係るライブ像の表示中に行われる位置調整を説明する模式図である。 実施例１に係る短冊画像の撮影の効果を説明する模式図である。 実施例１に係る短冊画像の撮影範囲を説明する模式図である。 実施例１に係るサブトラクション画像の撮影を説明する模式図である。 実施例１に係る短冊画像の撮影を説明する模式図である。 実施例１に係る差分短冊画像を説明する模式図である。 実施例１に係るサブトラクション画像の生成を説明する模式図である。 実施例１に係るサブトラクション画像を説明する模式図である。 本発明の１変形例に係る構成を説明する模式図である。 従来構成の放射線撮影装置を説明する模式図である。 従来構成の問題点を説明する模式図である。

以降、本発明の実施例を説明する。本発明に係るＸ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Ｘ線撮影装置である。本発明のＸ線画像撮影装置は、椎骨解析用となっている。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。ＦＰＤはフラットパネルディテクタの略である。なお、実施例の被検体Ｍの体軸方向Ａは、本発明の縦方向に相当し、実施例の被検体Ｍの体側方向Ｓは、本発明の横方向に相当する。サブトラクション画像は本発明の骨解析用の画像に相当する。

＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
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。

＜コリメータ３ａについて＞
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２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。

この様な遮蔽羽根３ｂの開閉は、図２に示すようにコリメータ駆動機構７によって実現される。このコリメータ駆動機構７は、具体的にはステッピングモータなどで構成できる。このコリメータ駆動機構７は、コリメータ制御部８に制御されて動作する。

Ｘ線管制御部６（図１参照）は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。Ｘ線管制御部６の制御によりＸ線がＸ線管３から発せられると、Ｘ線は、被検体Ｍを透過してＦＰＤ４の検出面４ａに入射する。Ｘ線管制御部６は、高電圧の管電圧でＸ線を照射させる高電圧モードと低電圧の管電圧でＸ線を照射させる低電圧モードの２つのモードを使い分けることによりサブトラクション撮影を行う。また、本発明の構成は、サブトラクション撮影の他にライブ像撮影も行うことができる。ライブ像撮影を行う場合のＸ線管制御部６は、当該撮影用の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御することになる。

コリメータ３ａには、付加フィルタを保持するホルダ２５が設けられている。Ｘ線管３から出力したＸ線は、このホルダ２５を通過して被検体側に向かう。ホルダ２５を回転させることにより、Ｘ線ビームが通過する付加フィルタの種類を変えることもできるし、Ｘ線ビームが付加フィルタを通過させないようにすることもできる。フィルタ切り替え部２３は、ホルダ２５を実際に回転させて付加フィルタの切り替えを実行する。フィルタ切り替え制御部２４は、フィルタ切り替え部２３を制御する構成である。

ホルダ２５には、サブトラクション撮影用の付加フィルタが設けられている。付加フィルタには、高電圧用のフィルタと低電圧用のフィルタとがある。高電圧フィルタは、Ｘ線管３から照射される高電圧条件に係るＸ線を通過させる付加フィルタであり、低電圧フィルタは、Ｘ線管３から照射される低電圧条件に係るＸ線を通過させる付加フィルタである。ホルダ２５には、フィルタが納められていない貫通孔を有している。この貫通孔は、ライブ像Ｖの撮影などサブトラクション撮影を行わないときに使用されるものである。

フィルタ切り替え制御部２４は、サブトラクション撮影を行う場合、Ｘ線管３が高電圧モードで動作するときには、Ｘ線が高電圧用のフィルタを通過するようにホルダ２５の回転を制御し、Ｘ線管３が低電圧モードで動作するときには、Ｘ線が低電圧用のフィルタを通過するようにホルダ２５の回転を制御する。また、フィルタ切り替え制御部２４は、ホルダ２５を回転させることにより、Ｘ線管３より発するＸ線がホルダ２５の貫通孔を通過するようにすることもできる。この場合、Ｘ線はホルダ２５に収納されたフィルタを通過しないでそのまま被検体Ｍに向かうことになる。Ｘ線を貫通孔に通過させる場合の一例としてはライブ像Ｖの撮影をするときがある。

＜ライブ像Ｖの撮影について＞
ライブ像Ｖの撮影について説明する。ライブ像撮影とは、被検体Ｍの透視像を動画として撮影するというものである。このとき撮影される動画がライブ像Ｖである。この撮影の場合、Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３をライブ像撮影用の制御条件で制御することになる。このときＸ線管３から照射されるＸ線の線量は、サブトラクション撮影を行うときのＸ線の線量よりも抑制された構成となっている。従ってサブトラクション画像と比べるとライブ像上の被検体像は、鮮明さで劣りはする。とはいえ、ライブ像Ｖの画質は、被検体Ｍのどの部分が写り込んでいるかを視認するには十分である。

ライブ像Ｖを撮影する場合、コリメータ３ａの開度は、ＦＰＤ４の全面にＸ線ビームが照射されるように制御される。そして、ホルダ２５は、Ｘ線がホルダ２５の貫通孔を通過するように制御される。従って、Ｘ線ビームは、ホルダ２５の付加フィルタを通過しない。被検体Ｍを透過したＸ線ビームは、ＦＰＤ４の全面で検出される。ＦＰＤ４は検出信号をライブ像生成部１３に送出する。ライブ像Ｖの撮影中は、Ｘ線ビームがＸ線管３から照射され続ける。ＦＰＤ４は、このＸ線ビームを連続的に検出することになる。具体的には、ＦＰＤ４は、所定の時間を開けて検出信号の送出を繰り返す構成となっている。ライブ像生成部１３は本発明のライブ像生成手段に相当する。

ライブ像Ｖの撮影中、ライブ像生成部１３には、ＦＰＤ４からの検出信号が所定の時間を開けて次々と送出される。ライブ像生成部１３は、検出信号の各々に基づいて、被検体像が写り込んだ静止画を生成する。この静止画はライブ像Ｖを構成するフレームとなる。ライブ像生成部１３は、静止画の各々を経時的に連結させてライブ像Ｖを生成する。

生成されたライブ像Ｖは、表示部１４に表示される。表示部１４に表示されるライブ像Ｖは、被検体Ｍの現在の様子を示している。したがって、表示部１４の実際の動作としては表示しているフレームをライブ像生成部１３がフレームを生成する度に更新するというものになる。表示部１４は本発明の表示手段に相当する。

支柱移動機構２０は、図３に示すように支柱５を被検体Ｍの体軸方向に移動させる機構である。支柱移動機構２０が支柱５を移動させると、Ｘ線管３，ＦＰＤ４，コリメータ３ａ，フィルタ２５がこれに追従して移動する。支柱移動制御部２１は、支柱移動機構２０を制御する構成であり、操作卓２６を通じた術者の指示に従い支柱移動機構２０を制御する。支柱移動機構２０は本発明の位置変更手段に相当し、支柱移動制御部２１は本発明の位置変更制御手段に相当し、操作卓２６は本発明の入力手段に相当する。支柱移動制御部２１は、撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を変更する構成の１つである。

天板移動機構１７は、図４に示すように天板２を被検体Ｍの体側方向に移動させる機構である。天板移動制御部１８は、天板移動機構１７を制御する構成であり、操作卓２６を通じた術者の指示に従い天板移動機構１７を制御する。天板移動機構１７は本発明の位置変更手段に相当し、天板移動制御部１８は本発明の位置変更制御手段に相当する。天板移動機構１７は、撮像系と被検体Ｍとの位置関係を変更する構成の１つである。

術者は操作卓２６を通じてＸ線管３とＦＰＤ４とで構成される撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を調節することができる。すなわち、撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を被検体Ｍの体軸方向にズラす必要がある場合、操作卓２６を通じて支柱５を移動させる指示を入力することにより撮像系３，４を天板２上の被検体Ｍに対して体軸方向に移動させることができる。同様に、術者が撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を被検体Ｍの体側方向にズラす必要がある場合、操作卓２６を通じて天板２を移動させる指示を入力することにより天板２上の被検体Ｍを撮像系３，４に対して体側方向移動させることができる。このように、術者は、操作卓２６を通じて撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係の調整に関する指示を装置に入力することができる。

本発明の装置は、ライブ像Ｖを表示させた状態で撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を調節することができるようになっている。すなわち、術者はライブ像Ｖの撮影中に操作卓２６を通じて撮像系３，４を被検体Ｍに対して体軸方向に移動させることもできれば、被検体Ｍを撮像系３，４に対して体側方向に移動させることもできる。このように、本発明によれば、術者は、ライブ像撮影で実際にＸ線撮影を行いながら被検体Ｍの透視をしながら撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を調節することができる。ライブ像撮影は、被検体Ｍを動画で撮影することを目的としている。したがって、ライブ像撮影を行いながら撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係の調整をしても、被検体Ｍの被爆量はさほど大きくはない。

このライブ像Ｖは、これから行われる骨解析に係るサブトラクション撮影の撮影範囲の全域についてのプレビューとなっている。より具体的には、ライブ像Ｖの撮影視野は、サブトラクション撮影の撮影視野に一致している。したがって、術者は表示部１４に表示されたライブ像Ｖを視認することにより、骨解析を行おうとする目的の骨がサブトラクション撮影の撮影視野に入っているかを確認することができる。図５は、ライブ像Ｖを視認しながら術者が撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を調節している様子を示している。図５の左側は、位置調整前に表示されるライブ像Ｖを説明している。図５の左側を見ると、被検体Ｍの腰骨の右側がライブ像Ｖの撮影視野から外れているのが分かる。したがって、このまま骨解析をしようとしてサブトラクション撮影をすると、図５の左側と同じように被検体Ｍの腰骨の右側がサブトラクション画像から外れることになる。

骨解析を正確に行うには、骨解析の対象となる骨像がサブトラクション画像に確実に写り込んでいることが必要である。腰骨について骨解析を行う場合、腰骨の一部がサブトラクション画像から外れていると腰骨全体の骨解析を実行できないからである。図５の左側に示すライブ像Ｖを視認した術者は、撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係が適切となっていないことに気がつく。そこで、術者は、操作卓２６を通じて撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係の調整に取りかかる。このように、操作卓２６は、ライブ像Ｖが表示部１４に表示されている際に撮像系と被検体との位置関係の調整に関する術者の指示を入力させる構成となっている。

術者が位置調整を続けると、撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係が変わるので、ライブ像上の被検体像がスクロールされるように動いていく。術者は、このような位置調整を続けることで図５の右側に示すように被検体Ｍの腰骨をライブ像Ｖの中心に位置させることができる。ライブ像Ｖの撮影視野は、これから行われる骨解析に係るサブトラクション撮影の撮影視野に一致している。したがって、ライブ像Ｖが図５の右側に示すような状態になった場合、サブトラクション撮影で得られるサブトラクション画像には被検体Ｍの腰骨が中央に写り込むことになる。このように、表示部１４は、操作卓２６を術者が操作する際にライブ像Ｖを表示する構成となっている。

＜サブトラクション画像の撮影について＞
実際の骨解析は、サブトラクション画像ｓに画像解析を施すことにより行われる。このサブトラクション画像ｓは、天板移動制御部１８，支柱移動機構２０による位置関係の調整後にＸ線管３にＸ線を照射させることで撮影される。したがって、本発明によれば、骨解析に係るサブトラクション画像ｓを撮影する時点では、撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係が撮影に適切な状態となっている。撮像系３，４と被検体Ｍの位置関係の調整は、術者がライブ像Ｖを見ながら行った位置調整でサブトラクション撮影の前に完了しているからである。サブトラクション撮影は、術者が操作卓２６通じて撮影開始の指示を行うことで開始される。

サブトラクション画像ｓとは、Ｘ線管３を高電圧条件にして撮影した画像と、Ｘ線管３を低電圧条件にして撮影した画像との差分をとった画像のことである。Ｘ線管３を高電圧条件にした撮影では、被検体Ｍの骨が軟部組織よりも目立って写りこんでおり、Ｘ線管３を低電圧条件にした撮影では、被検体Ｍの軟部組織が骨よりも目立って写りこんでいる。したがって、これら両者の画像の差分をとれば、被検体Ｍの骨のみが写りこんでいるサブトラクション画像を生成することができる。サブトラクション画像ｓは、画像生成部１１が生成する。この画像生成部１１は短冊画像生成部１１ａ，差分短冊画像生成部１１ｂ，サブトラクション画像生成部１１ｃの３つの構成を有している。画像生成部１１は本発明の解析用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撮影は、被検体Ｍの体側方向に細長状の短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬを連写することで実行される。短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬの連写時には、コリメータ３ａの開度は、被検体Ｍの体軸方向に狭められように設定される。このとき被検体Ｍの体側方向についてのコリメータ３ａの開度は、狭める必要は無く全開としてよい。コリメータ３ａは、縦方向（体軸方向Ａ）に幅狭で横方向（体側方向Ｓ）に幅広のＸ線ビームとなるようにＸ線管３から照射されるＸ線の広がりを制限する。

この様にコリメータ３ａを設定して撮影を実行することで、鮮明なＸ線画像を得ることができる。この原理について簡単に説明する。図６左側は、被検体Ｍの体軸方向に全開のコリメータ３ａでスポット撮影を行っている様子を示している。ライブ像Ｖの撮影のときもコリメータ３ａは図６左側のようになる。この様な撮影方法によれば、広範囲の投影像が得られるものの、被検体内で生じた散乱Ｘ線をより多く捉えてしまう。すなわち、散乱Ｘ線は、図６左側の網掛け部が示すように広い範囲で発生するわけで、それだけ発生する散乱Ｘ線は多いものとなる。この散乱Ｘ線のすべてがＦＰＤ４に到達するわけではないものの、図６左側の場合、撮影視野を広くする必要性からＦＰＤ４の全面で散乱Ｘ線が検出される。すると、散乱Ｘ線は、ＦＰＤ４の全幅ＷＡのどこかに入射しさえすれば、ＦＰＤ４に検出されてしまうことになる。散乱Ｘ線の検出は、鮮明なＸ線画像を得る上では避けるべきである。

図６右側は、被検体Ｍの体軸方向に絞られたコリメータ３ａで短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬの撮影を行っている様子を示している。この様な撮影方法によれば、得られる投影像の範囲は狭いものの、散乱Ｘ線の捕捉が少ない。すなわち、散乱Ｘ線は、図６右側の網掛け部が示すように狭い範囲で発生する。それだけ発生する散乱Ｘ線が図６左側の場合と比べて少ない。さらに、図６右側の場合、撮影視野が狭いので、Ｘ線の検出はＦＰＤ４の一部でしか行われない。すると、散乱Ｘ線は、ＦＰＤ４上の特定の領域Ｒに入射しなければ、ＦＰＤ４に検出されない。したがって、図６右側の撮影条件で得られた短冊画像ＰＳには僅かな散乱Ｘ線しか写り込んでいない。

短冊画像の撮影は、図７に示すように、被検体Ｍの体側方向に伸びた細長状の領域を撮影範囲として行われる。この撮影によって得られる短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬは、被検体Ｍの体軸方向に幅狭で体側方向に伸びた画像となっている。この様な画像の生成は、ＦＰＤ４の検出信号を受信した短冊画像生成部１１ａが実行する。短冊画像生成部１１ａは、ＦＰＤ４の出力を基に被検体Ｍの体軸方向Ａに幅狭で体側方向Ｓに幅広の短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬを生成する。なお、短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬには高電圧モードで撮影された短冊画像ＰＳＨと低電圧モードで撮影された短冊画像ＰＳＬとの二種類がある。

短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬは、撮影視野が狭すぎて骨の解析に不向きである。従って、本発明の装置では、被検体Ｍの体軸方向ＡにＸ線管３およびＦＰＤ４を被検体Ｍに対して移動させながら短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬを連写することで複数の短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬを生成するようにしている。本発明では、視野の狭いサブトラクション撮影を繰り返すことで骨の解析に十分な広さの撮影視野を確保する構成となっている。

サブトラクション撮影は、Ｘ線管３を被検体Ｍに対して移動させながら行われる。サブトラクション撮影時のＸ線管３の移動は、支柱５に設けられたＸ線管移動機構１５が実現する。Ｘ線管移動機構１５は、被検体ＭおよびＦＰＤ４に対してＸ線管３を被検体Ｍの体軸方向に移動させる構成である。Ｘ線管移動制御部１６は、Ｘ線管移動機構１５を制御する目的で設けられている。コリメータ３ａ，ホルダ２５は、Ｘ線管３の移動に追従する。Ｘ線管移動機構１５は本発明の放射線源移動手段に相当し、Ｘ線管移動制御部１６は本発明の放射線源移動制御手段に相当する。

図８は、サブトラクション撮影中におけるＸ線管３の移動について説明している。撮影開始時点においてＸ線管３は、図８の左側に示すようにＦＰＤ４の一端側にある。この状態のＸ線管３からＸ線ビームを照射させると、Ｘ線ビームは、ＦＰＤ４の一端側の領域に到達する。Ｘ線管３は、この状態からＸ線管移動機構１５によって被検体Ｍの体側方向Ａに移動していく。そして、Ｘ線管３は、図８の右側に示すようにＦＰＤ４の他端側まで移動する。ここがサブトラクション撮影の終了時点におけるＸ線管３の位置となる。Ｘ線管３は、移動させながら何度もＸ線照射を行い、複数の短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬが生成される。サブトラクション撮影の最中は、ＦＰＤ４と被検体Ｍとの位置関係は変化しない。

図９は、撮影中における撮影モードの変更の動作について説明している。まず、Ｘ線管３が初期位置にあるとき、Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３に低電圧モードでＸ線の照射を行わせる。Ｘ線は、低電圧用のフィルタおよび被検体Ｍを通過してＦＰＤ４の一端側の領域Ｒ１に入射する。このとき得られる短冊画像が低電圧モードで撮影された短冊画像ＰＳＬ１である。短冊画像ＰＳＬ１は、ＦＰＤ４よりＸ線の検出信号を受信した短冊画像生成部１１ａが生成する。

その後、フィルタ切り替え制御部２４は、Ｘ線が透過するフィルタを高電圧用のものに切り替える。そして、Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３に高電圧モードでＸ線の照射を行わせる。Ｘ線は、高電圧用のフィルタおよび被検体Ｍを通過してＦＰＤ４の一端側の領域Ｒ１に入射する。このとき得られる短冊画像が高電圧モードで撮影された短冊画像ＰＳＨ１である。短冊画像ＰＳＨ１は、ＦＰＤ４よりＸ線の検出信号を受信した短冊画像生成部１１ａが生成する。

短冊画像ＰＳＨ１の撮影後、しばらくＸ線管制御部６は、Ｘ線管３に対して照射の指示を与えない。そうしている間にＸ線管３は被検体ＭおよびＦＰＤ４に対して移動していく。Ｘ線管３が次の短冊画像の撮影位置まで来たとき、上述の低電圧モードと高電圧モードの撮影を実行する。

このようにして、本発明に係る装置は、図９に示すように低電圧モードの撮影、高電圧モードの撮影、Ｘ線管３の移動の３つの動作を繰り返しながら短冊画像ＰＳＨ，ＰＳＬの連写を実行する。この動作に合わせてフィルタ切り替え制御部２４がフィルタの切り替えを実行する。なお、高電圧モードの撮影を低電圧モードの撮影よりも先に実行するようにしてもよい。

＜差分短冊画像生成部１１ｂの動作＞
短冊画像ＰＳＬ１，ＰＳＨ１は、差分短冊画像生成部１１ｂに送出される。差分短冊画像生成部１１ｂ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１１ｂは、図１０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１１ｂは、ＦＰＤ４の出力に基づいて、縦方向に幅狭で横方向に幅広の差分短冊画像ＳＳを生成する構成となっている。差分短冊画像ＳＳは本発明の画像断片に相当する。

差分短冊画像生成部１１ｂは、短冊画像ＰＳＬ１，ＰＳＨ１についての処理と同様の処理を後から撮影される短冊画像ＰＳＬ，ＰＳＨについても行い、複数の差分短冊画像ＳＳを生成する。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。

＜サブトラクション画像生成部１１ｃの動作＞
差分短冊画像ＳＳ１〜ＳＳｎは、サブトラクション画像生成部１１ｃに送出される。サブトラクション画像生成部１１ｃ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１１ｃ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。サブトラクション画像生成部１１ｃは、Ｘ線管３が縦方向に移動されながら連写された差分短冊画像ＳＳを縦方向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。

図１２は、サブトラクション画像ｓを模式的に表している。サブトラクション画像ｓは、被検体Ｍの腰骨がライブ像Ｖよりもはっきりと写り込んだ画像となっている。

＜骨解析部１２の動作＞
骨解析部１２は、サブトラクション画像ｓ上に写り込む腰骨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１２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１２が行う解析処理は、サブトラクション画像ｓの全域に対して行われる。骨解析部１２は骨解析の結果を示す骨密度値を算出する。このようにして骨解析部１２は、サブトラクション画像ｓに基づいて骨解析の一種である骨密度の算出を実行する。骨解析部１２は本発明の骨解析手段に相当する。

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８，１１，１２，１３，１６，１８，２４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。

以上のように本発明によれば、骨の解析用の撮影の前に適切な被検体Ｍのポジショニングを行えるＸ線撮影装置を提供することができる。すなわち、本発明の装置ではサブトラクション画像ｓの撮影の前にライブ像Ｖを表示するようになっている。このライブ像Ｖは、サブトラクション画像ｓの撮影範囲の全域をプレビューするＸ線透視画像なので、術者はこのライブ像Ｖに基づいて解析目的の骨がこれから撮影されるサブトラクション画像ｓに写り込むかどうかを知ることができる。そして、ライブ像Ｖに解析目的の骨が写り込んでいない場合、術者はライブ像Ｖを視認しながら撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を調整することにより、ライブ像Ｖに解析目的の骨を写し込ませることができる。本発明の構成によればサブトラクション画像ｓの撮影前に解析目的の骨が撮影範囲に確実に収まることが保証されるので、従来のようにサブトラクション画像ｓの撮影を何度もやり直す必要がない。したがって、本発明の装置は、被検体ＭのＸ線曝射を極力抑制することができる。

本発明は、上述の構成に限られず下記のように変形実施することもできる。

（１）実施例１の構成においては表示部１４がライブ像Ｖにマークを重畳させるような構成とはなっていなかったが、本発明はこの構成限られない。図１３左側に示すように表示部１４がライブ像Ｖにライブ像Ｖの中心を示す例えば、十字形のマークを表示することもできる。このような構成とすれば術者は表示部１４に表示されたマークを目安に撮像系３，４と被検体Ｍとの位置関係を調整することができるので、位置調整が容易なものとなる。ライブ像Ｖの中心を示すマークは十字形でなくてもよく、例えば、ライブ像Ｖの中心を囲む円形のマークでもよい。

（２）実施例１の構成においてライブ像Ｖの撮影視野はサブトラクション画像ｓの撮影視野に一致していたが本発明はこの構成に限られない。ライブ像Ｖの一部にサブトラクション画像ｓの撮影視野の全域を表示するようにしてもよい。このような構成を採用する場合、表示部１４がライブ像Ｖにサブトラクション画像ｓの撮影範囲の全域を示す矩形のマークを表示する構成とすることもできる。

（３）本発明の骨解析部１２は、骨密度を算出するようにしていたが、本発明はこの構成に限られない。骨解析部１２が骨梁解析に関する評価値などの他の値を算出するようにしてもよい。

（４）また、本発明に係る装置を消化管検査などに用いる透視撮影に用いることもできる。このような使用態様では、術者はライブ像を参照しながら各種の施術を被検体Ｍに施すことになる。

ｓ サブトラクション画像（骨解析用の画像）
ＳＳ 差分短冊画像（画像断片）
Ｖ ライブ像
３ Ｘ線管（放射線源）
３ａ コリメータ
４ ＦＰＤ（検出手段）
１１ 画像生成部（解析用画像生成手段）
１２ 骨解析部（骨解析手段）
１３ ライブ像生成部（ライブ像生成手段）
１４ 表示部（表示手段）
１５ Ｘ線管移動機構（放射線源移動手段）
１６ Ｘ線管移動制御部（放射線源移動制御手段）
１７ 天板移動機構（位置変更手段）
１８ 天板移動制御部（位置変更制御手段）
２０ 支柱移動機構（位置変更手段）
２１ 支柱移動制御部（位置変更制御手段）
２６ 操作卓（入力手段）

Claims (4)

1. 骨解析を行う放射線撮影装置であって、
   放射線を照射する放射線源と、
   被検体を透過した放射線を検出する検出手段と、
   前記検出手段から出力された放射線の検出信号に基づいて骨解析用の画像の撮影範囲の全域についてのプレビューであり、動画となっているライブ像を生成するライブ像生成手段と、
   前記ライブ像を表示する表示手段と、
   前記表示手段が前記ライブ像を表示している際に前記放射線源および前記検出手段から構成される撮像系と被検体との位置関係の調整に関する術者の指示を入力させる入力手段と、
   前記撮像系と被検体との位置関係を変更する位置変更手段と、
   前記入力手段に入力した指示に基づいて前記位置変更手段を制御する位置変更制御手段と、
   前記位置変更制御手段による位置関係の調整後に前記放射線源より照射された放射線を前記検出手段に検出させることにより前記骨解析用の画像を生成する解析用画像生成手段と、
   前記骨解析用の画像に基づいて、骨解析を実行する骨解析手段を備えるとともに、
   前記放射線源を被検体に対し縦方向に移動させる放射線源移動手段と、
   前記放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、
   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、
   前記解析用画像生成手段は、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画像断片を生成する構成となっており、前記放射線源が縦方向に移動されながら連写された画像断片を縦方向に配列してつなぎ合わせて前記骨解析用の画像を生成することを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線撮影装置において、
   前記ライブ像生成手段が生成する前記ライブ像の撮影範囲は、前記骨解析用の画像の撮影範囲に一致していることを特徴とする放射線撮影装置。
3. 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、
   前記表示手段は、前記ライブ像に像の中心を示すマークを重畳させて表示することを特徴とする放射線撮影装置。
4. 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、前記骨解析用の画像に基づいて骨密度を算出することを特徴とする放射線撮影装置。

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