JP7118666B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

集団検診などでは、検査室内に撮像装置、操作室内にコンソール装置を配置することでＸ線診断装置を構成し、コンソール装置によって撮像装置が制御される。操作者は、コンソール装置を操作し、被検体に対して所望のＸ線照射位置となるように、天板の位置などを調整する位置決め操作を行う。操作者は、目視、または検査室内の壁等に固定されたカメラで被検体が天板の正常な範囲にいるかを確認しつつ位置決め操作を行う。

しかし、検査室のレイアウトや検査室と操作室との距離などを原因として、天板の傾斜やローリング等による位置決め操作時に、目視や検査室内の固定カメラでは被検体の一部を確認できない死角が生じる場合がある。死角の存在により、被検体が正常な範囲から逸脱したことを操作者が気づかず天板の操作を続行してしまった場合、被検体の手や足が撮像装置の可動部に挟まれてしまうことがある。このため、操作者は、Ｘ線の撮像作業とともに、被検体が正常な範囲内にいるかを細心の注意を払って確認しなければならず操作の負担となっていた。

特開２０１３－２４８４０２号公報

本発明が解決しようとする課題は、被検体の位置異常を容易に検出でき、操作者の負担を軽減することである。

実施形態に係るＸ線診断装置は、設定部と、異常検出部と、を有する。設定部は、被検体が天板に載置されていない状態で撮影された、天板を撮影範囲に含んだリファレンス画像に基づいて、被検体の載置領域を示すガイドラインを設定する。異常検出部は、被検体が天板に載置された状態で撮影された、天板を撮影範囲に含んだ撮影画像と、ガイドラインとに基づいて、被検体の位置異常を検出する。

実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 リファレンス画像を取得する際の処理手順を示すフローチャートである。 リファレンス画像と、リファレンス画像の撮影時の位置情報との関連付けを説明するための図である。 天板を長手方向に移動させて、Ｘ線の撮像条件を調整する場合を説明するための図である。 天板のチルト角度を調整して、Ｘ線の撮像条件を調整する場合を説明するための図である。 天板のローリング角度を調整して、Ｘ線の撮像条件を調整する場合を説明するための図である。 Ｘ線の射入角度を調整して、Ｘ線の撮像条件を調整する場合を説明するための図である。 ガイドラインの設定例を示す図である。 被検体の位置異常を検出する手順を示すフローチャートである。 被検体が天板の正常な載置領域にいる場合の、位置異常の検出動作の例を説明するための図である。 被検体の両腕が天板領域から逸脱している場合の、位置異常の検出動作の例を説明するための図である。 天板のローリング動作によって被検体が滑って天板領域から逸脱している場合の、位置異常の検出動作の例を説明するための図である。 天板の傾斜動作によって被検体が頭部から滑り落ちて天板領域から逸脱している場合の、位置異常の検出動作の例を説明するための図である。

以下、実施形態に係る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に示すように、Ｘ線診断装置１０は、撮像装置１１と、コンソール装置１２とから構成される。撮像装置１１は検査室に配置され、コンソール装置１２は操作室に配置される。操作室は検査室とガラスなどで隔てられている。操作者は、コンソール装置１２を介して撮像装置１１を操作する。

撮像装置１１は、Ｘ線照射器１３と、Ｘ線検出器１４と、寝台装置１５、カメラ１６と、回転支持部１７とを備える。

Ｘ線照射器１３は、図示しない高電圧発生装置により印加される電圧によりＸ線を発生するＸ線源１８と、Ｘ線源１８によって発生されたＸ線の照射野を調整するためのＸ線可動絞り１９とを備える。

Ｘ線照射器１３は、支持アーム２０を介して回転支持部１７に支持されている。Ｘ線照射器１３は、回転支持部１７の軸を中心にして回転可能に支持されている。Ｘ線照射器１３が回転支持部１７を介して回転することで、Ｘ線照射器１３から被検体に照射されるＸ線の射入角度が調整される。また、Ｘ線照射器１３は、回転支持部１７による回転動作を伴うことなくＸ線の射入角度を調整できるように、回動動作（首振り動作）可能に支持アーム２０に接続されてもよい。

Ｘ線検出器１４は、寝台装置１５の内部に搭載されて、Ｘ線照射器１３に対向する位置に配置される。Ｘ線検出器１４は、例えば平面検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）により構成されて、Ｘ線検出器１４に照射されたＸ線を検出し、この検出したＸ線に基づいてＸ線透視画像やＸ線撮影画像の撮像画像を出力する。Ｘ線検出器１４で検出された撮像画像のデータは、コンソール装置１２に転送される。なお、Ｘ線検出器１４は、イメージインテンシファイア、ＴＶカメラなどを用いて構成されてもよい。

寝台装置１５は、天板２１と、寝台本体２２と、を有している。天板２１は、寝台本体２２に支持されており、被検体を載置する平面状の板である。天板２１は、例えば、その短手方向に湾曲して形成されており、被検体が天板２１内に収容されやすい形状となっている。なお、非チルト状態での天板２１の長手方向をｚ軸方向、ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をｘ軸方向、ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をｙ軸方向とそれぞれ定義するものとする（図１参照）。

寝台本体２２は、天板２１をその長手方向に移動可能に支持している。加えて、寝台本体２２は、水平面に対する天板２１の短手方向の角度（以下、ローリング角度という）を調整できるように、天板２１を揺動可能に支持している。

寝台本体２２は、回転支持部１７の軸を中心にして回転可能に支持されている。寝台本体２２が回転支持部１７を介して回転することで、天板２１を起立させた状態（被検体が天板２１に載置されたとき、被検体の足が真下になる状態）から倒立させた状態（被検体が天板２１に載置されたとき、被検体の頭が真下になる状態）まで水平面に対する天板２１の天板２１の長手方向の角度（以下、チルト角度という）が調整される。

被検体が天板２１の動作によって落下しないようするために、天板２１には、被検体により把持されるハンドグリップ２３と、被検体の肩に当接されるショルダレスト２４が設けられている。また、天板２１には、天板２１が起立状態のときに被検体が乗るステップになるとともに被検体が天板２１の動作によって落下しないようするためのフットレスト２５が配置されている。

カメラ１６は、天板２１の表面に対して上方に配置されて、天板領域を撮影範囲に含んで撮影する。カメラ１６は、天板２１の移動等によってＸ線の撮像条件が変更された場合に、天板領域の全体を死角なく広角に撮影できる位置に配置されればよく、天板２１の表面に対して上方に位置するＸ線照射器１３と一体的に移動可能に配置されることがさらに好ましく、例えばＸ線照射器１３の近傍にＸ線照射器１３に固定して配置される。

カメラ１６は、被検体を天板２１に載置しない状態、及び、Ｘ線検査時において被検体を載置させた状態において天板領域を撮影範囲に含んで撮影する。なお、ここでは、被検体を天板２１に載置しない状態で天板領域が撮影されたカメラ１６の画像を「リファレンス画像」という。リファレンス画像の取得時には、予め想定されるＸ線の撮像条件のそれぞれについて天板領域を撮影範囲に含む撮影がカメラ１６により行われる。

カメラ１６は、撮影された撮影画像とともに画像取得時の時刻情報や検査室内における撮影範囲の情報などのデータをコンソール装置１２に転送する。カメラ１６の撮影は、動画のように連続して撮影してもよく、撮像装置１１のＸ線の撮像条件が変更されるごとに静止画像として撮影してもよい。

コンソール装置１２は、インターフェース２６、処理回路２７、記憶回路２８、画像生成回路２９、ディスプレイ３０を備える。

コンソール装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、ネットワークを介して外部装置と相互通信可能である。処理回路２７は、共通信号伝送路としてのバスを介して、コンソール装置１２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続される。なお、コンソール装置１２が単一のコンソールにて全ての機能を実行するものとして以下で説明するが、これらの機能は複数のコンソール装置１２が実行してもよい。

インターフェース２６は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２７に出力する。例えば、インターフェース２６は、Ｘ線照射のＯＮ／ＯＦＦ、Ｘ線の線量等の設定、天板２１のチルト角度やローリング角度など、Ｘ線撮像の位置決めに係る設定を受け付ける。例えば、インターフェース２６は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等により実現される。

処理回路２７は、記憶回路２８に記憶されたプログラムを読み出して実行することによりＸ線診断装置１０の全体の動作を制御するプロセッサである。なお、処理回路２７は、専用のハードウェアで構成してもよいし、内蔵のプロセッサによるソフトウェア処理で各種機能を実現するように構成してもよい。ここでは一例として、プロセッサによるソフトウェア処理によって処理回路２７が各種機能を実現する場合について説明する。

処理回路２７は、Ｘ線撮像制御機能２７１、画像情報取得機能２７２、位置情報取得機能２７３、関連付け機能２７４、ガイドライン設定機能２７５、リファレンス画像抽出機能２７６、異常検出機能２７７を備える。

Ｘ線撮像制御機能２７１は、インターフェース２６で設定されたＸ線照射に係る撮像条件に応じて、Ｘ線照射器１３、寝台装置１５、及び回転支持部１７の動作を制御する。

画像情報取得機能２７２は、被検体を天板２１に載置しない状態、及び、Ｘ線検査時にて被検体を載置させた状態において撮影されたカメラ１６の画像情報を取得する。画像情報取得機能２７２は、インターフェース２６からの設定により被検体が載置されていない状態でのカメラ画像をリファレンス画像として、被検体を載置させた状態で撮影された画像と区別して取得する。また、画像情報取得機能２７２は、画像取得時の時刻情報や検査室内における撮影範囲の情報をカメラ１６から取得する。

位置情報取得機能２７３は、カメラ１６から転送された画像情報に対応する、カメラ１６の撮影位置を示す位置情報を取得する。なお、カメラ画像の位置情報の詳細については後述する。

関連付け機能２７４は、被検体が天板２１に載置されていない状態で撮影されたリファレンス画像と、リファレンス画像の撮影位置情報とを関連付けて記憶回路２８に保存する。

ガイドライン設定機能２７５は、被検体が天板２１に載置されていない状態で撮影された、天板２１を撮影範囲に含んだリファレンス画像に基づいて、被検体の載置領域を示すガイドラインを設定する。ガイドラインとは、被検体の正常な載置領域を示す情報である。ガイドラインは、各リファレンス画像に対して設定され、各リファレンス画像に対応付けられて記憶回路２８に保存される。

リファレンス画像抽出機能２７６は、被検体が載置された状態において天板領域が撮影された画像の撮影位置情報を入力する。リファレンス画像抽出機能２７６は、記憶回路２８に保存されている関連付けの情報を参照して、入力された撮影位置情報に対応付けられたリファレンス画像を抽出する。

異常検出機能２７７は、Ｘ線検査時において天板２１に被検体が載置された状態で撮影された撮影画像とリファレンス画像とを比較して、設定されたガイドラインに基づいて被検体の位置異常を検出する。

記憶回路２８は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路２８には、例えばＸ線撮像に関する画像データ、リファレンス画像と画像位置情報との関連付けデータが記憶される。なお、記憶回路２８の記録媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は、ネットワークを介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの可搬型記憶媒体を介して記憶回路２８に与えられてもよい。

画像生成回路２９は、Ｘ線検出器１４から転送された検出信号に基づいてＸ線透視画像やＸ線撮影画像の撮像画像を生成する。

ディスプレイ３０は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３０は、画像生成回路２９で生成された撮像画像やカメラ１６から転送された天板領域の画像情報などを表示する。ディスプレイ３０は、ユーザからの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ３０は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等である。

続いて、Ｘ線診断装置１０の動作を図２に示すフローチャートに従って説明する。画像情報取得機能２７２は、被検体が天板２１に載置されていない状態においてカメラ１６で撮影された画像をリファレンス画像として取得する（Ｓ１０）。位置情報取得機能２７３は、リファレンス画像の撮影位置情報（カメラ１６の位置を示す情報）を取得する（Ｓ１１）。

関連付け機能２７４は、リファレンス画像と、リファレンス画像の撮影位置情報とを関連付けて保存する（Ｓ１２）。図３に示すように、リファレンス画像と撮影位置情報とは一対一の関係で関連付けられる。

ここで、撮影位置情報（カメラ１６の位置を示す情報）について説明する。カメラ１６は天板２１の表面に対してＸ線照射器１３と一体的に移動するため、カメラ１６の位置は天板２１の位置やＸ線照射器１３の射入角度等のＸ線の撮像条件に対応する。

撮影位置情報は、Ｘ線の撮像条件に含まれる天板２１に対するＸ線照射器１３の位置、天板２１のローリング角度、天板２１のチルト角度、及びＸ線照射器１３から被検体に照射されるＸ線の射入角度の少なくとも１つから構成される。

図４～図７を参照して、これら４つの位置情報について具体的に説明する（適宜、図１参照）。なお、図４～図７では、Ｘ線の撮像条件を説明するために天板２１に被検体を載置した状態を図示しているが、実際のリファレンス画像は、被検体が天板２１に載置されていない状態で撮影される。

（Ｘ線照射器１３の位置）
まず、図４を参照して、天板２１に対するＸ線照射器１３の位置について説明する。撮像装置１１では、天板２１を長手方向に移動させることで、被検体の頭足方向におけるＸ線の照射位置が調整される。天板２１に対するＸ線照射器１３の位置とは、被検体の頭足方向において、天板２１上の基準位置（例えば天板２１の端）からＸ線の照射位置までの距離を示す。

図４（Ａ）では、天板２１の図中左端を基準にした場合に、天板２１の長手方向におけるＸ線照射器１３の位置はＺ１である。一方、天板２１を移動させて照射位置を変えた場合を示す図４（Ｂ）では、天板２１の長手方向におけるＸ線照射器１３の位置はＺ２となる。リファレンス画像を取得する際には、被検体が天板２１に載置されていない状態で天板２１を長手方向に移動させることにより、天板２１の長手方向におけるＸ線照射器１３の位置を変えて、それぞれの位置で画像が取得される。

（天板２１のチルト角度）
続いて、図５を参照して、天板２１のチルト角度について説明する。撮像装置１１は、回転支持部１７を介して寝台本体２２を回転させることでチルト角度（水平面に対する天板２１の長手方向の角度）を調整する。

図５（Ａ）では、天板２１のチルト角度は９０度となり、天板２１は起立した状態となる。図５（Ｂ）では、天板２１は水平面から上方に傾斜がついたチルト角度θｔ３に配置されている。図５（Ｃ）では、天板２１は水平面から下方に傾斜がついたチルト角度θｔ５に配置されている。リファレンス画像を取得する際には、被検体が天板２１に載置されていない状態で天板２１のチルト角度を任意に設定して、それぞれのチルト角度で画像が取得される。

（天板２１のローリング角度）
続いて、図６を参照して、天板２１のローリング角度について説明する。撮像装置１１は、ローリング角度（水平面に対する天板２１の短手方向の角度）が調整できるように、天板２１を寝台本体２２に沿って揺動させる。なお、天板２１が寝台本体２２に支持される構成ではなく、天板２１自体がその長軸を中心に回転可能な構成の場合には、天板２１の回転角度をローリング角度としてもよい。

図６（Ａ）は、天板２１のローリング角度が０度の場合を示している。図６（Ｂ）では、天板２１が被検体に対して左方向に揺動されてローリング角度θｒｎに配置されている。リファレンス画像を取得する際には、被検体が天板２１に載置されていない状態で天板２１のローリング角度を任意に設定して、それぞれのローリング角度で画像が取得される。

（Ｘ線の射入角度）
続いて、図７を参照して、Ｘ線の射入角度について説明する。撮像装置１１では、回転支持部１７を軸にしてＸ線照射器１３を回転させて被検体に対するＸ線の射入角度が調整されることで、Ｘ線の撮像条件が調整される。Ｘ線の射入角度とは、被検体に対するＸ線の入射の角度を示す。

図７に示すように、Ｘ線照射器１３が反時計まわりに回転されて、Ｘ線照射器１３が射入角度δｎの位置に配置されている。リファレンス画像を取得する際には、被検体が天板２１に載置されていない状態でＸ線照射器１３を任意の射入角度に設定して、それぞれの射入角度で画像が取得される。

また、カメラ１６自身が、首振り動作により撮影方向を調整可能な場合は、カメラ１６の撮影方向を位置情報として含めてもよい。なお、上述の４つの位置情報は必ずしも全てが必要ではなく、Ｘ線の撮像条件が限定される場合（例えば、Ｘ線検査時においてチルト角度のみが調整される場合）には、限定される撮像条件でリファレス画像を取得すればよい。

図２に戻り、カメラ１６は、予め設定されたＸ線の撮像条件に従い撮影を行う。撮影が終了するまで、画像情報取得機能２７２、位置情報取得機能２７３、及び関連付け機能２７４は、Ｓ１０～Ｓ１２を繰り返す。

一方、撮影終了した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、ガイドライン設定機能２７５は、取得されたリファレンス画像に基づいて被検体の正常な載置領域（以下、正常領域という）を示すガイドラインを設定する（Ｓ１４）。

ガイドラインは、リファレンス画像に任意に設定可能なラインであり、例えば天板２１の長辺に沿って２本設定される。この２本のガイドラインによって囲まれる領域が正常領域となり、ガイドラインの外側の領域が位置異常の領域となる。なお、ガイドラインは、天板２１の長辺に一致させて設定する必要はなく、長辺から若干内側、または、外側のように適宜マージンを取って設定できる。

また、撮像装置１１が検査室の壁に寄せて配置されており、天板２１の一方側からは被検体の天板領域からの逸脱が想定されない場合には、１本のガイドラインを天板２１の他方側の長辺に沿って設定して、天板２１を含む領域側を正常領域とすることもできる。

ガイドラインの設定方法としては、例えば取得されたリファレンス画像から天板２１のエッジを画像処理により検出して設定する方法、リファレンス画像の検査室内での撮影範囲情報と寝台装置１５の位置情報に基づいて画像内の天板２１の位置を特定して設定する方法などがある。また、ガイドライン設定機能２７５は、ディスプレイ３０にリファレンス画像を表示させて、当該リファレンス画像を確認したユーザによるインターフェース２６を介した指示にもとづいてガイドラインを設定してもよい。

例えば、図８（Ａ）に示すように、リファレンス画像の撮影範囲に対して、天板２１の長辺に沿って、２本のガイドライン５０、５１が設定される。ガイドライン５０、５１で囲まれる領域が正常領域となる。

また、ガイドラインは、天板２１の短辺から所定の位置に、天板２１の短辺に平行に設定してもよい。ここで、所定の位置とは、通常の撮像動作時では被検体の頭部が存在しない位置を意味する。この位置にガイドラインを設定することで、被検体の頭部側に位置異常の領域を設定できる。さらに、ガイドラインは、被検体の足が存在する限界位置、すなわち天板２１のフットレストの下面に沿って設定してもよい。

また、図８（Ｂ）に示すように、天板２１の長辺に沿ったガイドライン５０、５１に加えて、天板２１の短辺に対して平行に２本のガイドライン５２、５３を設定してもよい。ガイドライン５２は、天板２１の左辺から所定の位置（例えば、ショルダレスト２４の配置位置から数十ｃｍ上方となる位置）に設定される。ガイドライン５３は、フットレスト２５の下面に沿って設定される。４本のガイドラインで囲まれる領域が正常領域となる。

ガイドライン設定後に、リファレンス画像の取得動作は終了する。なお、リファレンス画像の取得動作は、例えば撮像装置１１を据え付けるときやコンソール装置１２のファームウェアを変更する際などのタイミングで実施される。

続いて、図９を参照して、天板２１に載置された被検体の位置異常を検出する動作について説明する。なお、以下の説明では、被検体の位置異常の検出動作が、天板２１に被検体が載置されたときに開始されて、被検体へのＸ線の照射の有無を問わず、Ｘ線検査の終了まで実行される場合の例を示す。

画像情報取得機能２７２は、被検体が天板２１に載置された状態で天板領域が撮影されたカメラ１６の画像を取得する（Ｓ１５）。位置情報取得機能２７３は、撮影された画像の撮影位置情報を取得する（Ｓ１６）。

リファレンス画像抽出機能２７６は、記憶回路２８に保存されている関連付け情報を参照して、ステップＳ１６で取得した撮影位置情報（カメラ１６の位置を示す情報）に対応付けられたリファレンス画像を抽出する（Ｓ１７）。リファレンス画像抽出機能２７６は、抽出したリファレンス画像に設定されたガイドラインも取得する。これにより、Ｘ線検査時に被検体が載置された状態で撮影された画像、この画像と位置情報が同一のリファレンス画像、及び、被検体の正常な載置領域を示すガイドラインが取得される。

異常検出機能２７７は、リファレンス画像を背景画像として、リファレンス画像とＸ線検査時に撮影された画像とをガイドラインの外側で差分処理する（Ｓ１８）。リファレンス画像とＸ線検査時に撮影された画像とがガイドラインの外側で同一となれば、差分画像には何も残らない一方、リファレンス画像に存在しない被検体の一部がガイドラインの外側に存在する場合には、差分画像には被検体の一部を示す画像が残る。

このため、Ｘ線検査時に撮影された画像とリファレンス画像とをガイドラインの外側で差分処理した結果、差分画像には何も残らければ、被検体は天板２１の正常領域に存在すると推定されるため被検体の位置は正常と判断する（Ｓ１９：ＮＯ）。正常と判断された場合は、検査が終了するまでの間、Ｓ１５～Ｓ１８の動作を繰り返して、被検体の位置異常の検出動作を継続する。なお、異常検出機能２７７は、差分画像に対して閾値処理するなどして、ガイドラインの外側に被検体の体が残っているかどうかを精度良く検出してもよい。

図１０を用いて、被検体が天板２１の正常な載置領域にいる場合の、位置異常の検出動作の一例を説明する。

カメラ画像Ａは、Ｘ線検査時に天板２１を撮影した画像であり、被検体の体全体が天板領域に収まっている。このとき、リファレンス画像抽出機能２７６は、このカメラ画像Ａの撮影位置情報と同一の撮影位置情報に対応付けられたリファレンス画像を記憶回路２８から抽出する。このリファレンス画像には、天板２１の長辺に沿ってガイドライン５０、５１が設定されている。ガイドライン５０、５１で天板２１を含んで囲まれる領域が被検体の正常な載置領域として処理される。

異常検出機能２７７は、カメラ画像Ａと抽出されたリファレンス画像とを、ガイドライン５０、５１の外側（すなわち異常領域）で差分処理する。ガイドライン外側には体の一部がないため、差分画像には何も残らず位置は正常となる。

一方、異常検出機能２７７は、リファレンス画像とＸ線検査時に撮影された画像とリファレンス画像とをガイドラインの外側で差分処理したときに、差分画像に体の一部が残る場合には、被検体は天板２１の正常領域にないとして、被検体の位置異常を検出する（Ｓ１９：ＹＥＳ、Ｓ２０）。

例えば、図１１に示すように、被検体の両腕が天板領域から逸脱している場合、リファレンス画像抽出機能２７６は、カメラ画像Ｂの撮影位置情報と同一の撮影位置情報に対応付けられたリファレンス画像を記憶回路２８から抽出する。

異常検出機能２７７は、カメラ画像Ｂと抽出されたリファレンス画像とを、ガイドライン５０、５１の外側で差分処理する。異常検出機能２７７は、差分画像には被検体の両腕部分が残るため、被検体の位置異常を検出する。

また、図１２に示すように、天板２１のローリング動作によって被検体が滑って天板領域から逸脱している場合、リファレンス画像抽出機能２７６は、カメラ画像Ｃの撮影位置情報と同一の撮影位置情報に対応付けられたリファレンス画像を記憶回路２８から抽出する。

異常検出機能２７７は、カメラ画像Ｃと抽出されたリファレンス画像とを、ガイドライン５０、５１の外側で差分処理する。異常検出機能２７７は、差分画像には体の一部が残るため、被検体の位置異常を検出する。

また、図１３に示すように、天板２１の傾斜動作によって被検体が頭部から滑り落ちて天板領域から逸脱している場合、リファレンス画像抽出機能２７６は、カメラ画像Ｄの撮影位置情報と同一の位置情報に対応付けられたリファレンス画像を記憶回路２８から抽出する。

このリファレンス画像には、天板２１の長辺に沿って設定されたガイドライン５０、５１に加えて、天板２１の短辺に沿って２つのガイドライン５２、５３が設定されている。ガイドライン５２は、天板２１の短辺（被検体の頭部側）から所定の位置（通常の撮像動作時では被検体の頭部が存在しない位置）に設定されている。ガイドライン５３は、フットレストの下面に沿って設定されている。４つのガイドラインで天板２１を含んで囲まれる領域が正常な載置領域となる。

異常検出機能２７７は、カメラ画像Ｄと抽出されたリファレンス画像とを、ガイドライン５０、５１、５２、及び５３の外側で差分処理する。異常検出機能２７７は、差分画像には被検体の頭部が残るため、被検体の位置異常を検出する。

異常検出機能２７７は、被検体の位置異常が検出されたとき、警告をディスプレイ３０に表示して、被検体の位置異常を操作者に通知する。そして、異常検出機能２７７は、天板２１の移動、Ｘ線照射動作中であれば照射の停止など、撮像装置１１の動作を停止させる信号をＸ線撮像制御機能２７１に送信する。これにより、被検体の位置異常の発生時には、撮像装置１１の動作が停止されるため、操作者が被検体の位置異常を気づくことなく誤って操作を続行することが防止される。

このように、実施形態に係るＸ線診断装置１０は、被検体が載置される天板領域を死角なく撮影するカメラを用いて、被検体が載置されていない状態で撮影したリファレンス画像と、Ｘ線検査時に被検体が載置された状態で撮影したカメラ画像とを比較して、被検体の正常な載置領域を示すガイドラインに基づいて被検体の位置異常を自動で検出する。これにより、被検体の位置異常の検出が容易となり、被検体の位置異常の有無を目視、もしくは検査室内に配置される固定カメラで確認する必要があった操作者の負担を軽減できる。

なお、異常検出機能２７７は、被検体が天板２１に載置された状態で撮影された、天板２１を撮影範囲に含んだ撮影画像と、設定されたガイドラインとに基づいて、被検体の位置異常を検出してもよい。この場合、異常検出機能２７７は、撮影画像とリファレンス画像とをガイドラインの外側で差分処理することなく、撮影画像において、設定されたガイドラインの外側に被検体の一部が存在するか否かで被検体の位置異常を検出する。

また、異常検出機能２７７は、Ｘ線検査時に被検体が載置された状態で撮影したカメラ画像について、被検体が正常な載置領域に載置された正常位置の画像と、被検体の位置異常が検出された画像と、を機械学習用のデータとして記憶回路２８に保存してもよい。例えば、図１０に示すように被検体が正常位置にあるカメラ画像Ａを正常位置の画像とし、図１１に示すように被検体が正常位置から外れたカメラ画像Ｂを位置異常の画像として学習用データとして保存する。

なお、位置異常の画像データを増やすために、Ｘ線照射を実施しない状態で試験的にカメラ撮影を行い、天板２１の載置領域から体が出た状態の画像を予め複数のパターン撮影して位置異常の画像データとして保存してもよい。

そして、機械学習用装置（図示省略）において、保存された正常位置の画像と位置異常を検出された画像とを用いて、例えばＣＮＮ（畳み込みニューラルネットワーク）、畳み込み深層信念ネットワーク（CDBN: Convolutional Deep Belief Network）、再構成型トポグラフィック独立成分分析（TICA: Topographic Independent Component Analysis）などの機械学習を行う。このように機械学習を用いることで、Ｘ線検査時に被検体が載置された状態で撮影されたカメラの画像から、被検体位置の異常判定を自動で判定することもできる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、被検体の位置異常を容易に検出でき、操作者の負担を軽減できる。

なお、実施形態における処理回路２７の関連付け機能２７４、ガイドライン設定機能２７５及び異常検出機能２７７は、それぞれ特許請求の範囲における関連付け部と、設定部、異常検出部の一例である。

また、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

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。

１０ Ｘ線診断装置
１１ 撮像装置
１２ コンソール装置
１３ Ｘ線照射器
１４ Ｘ線検出器
１５ 寝台装置
１６ カメラ
１７ 回転支持部
２１ 天板
２２ 寝台本体
２７ 処理回路
２７１ Ｘ線撮像制御機能
２７２ 画像情報取得機能
２７３ 位置情報取得機能
２７４ 関連付け機能
２７５ ガイドライン設定機能
２７６ リファレンス画像抽出機能
２７７ 異常検出機能

Claims (9)

1. 被検体が天板に載置されていない状態で撮影された、前記天板を撮影範囲に含んだリファレンス画像に基づいて、被検体の載置領域を示すガイドラインを設定する設定部と、
   前記被検体が前記天板に載置された状態で撮影された、前記天板を撮影範囲に含んだ撮影画像と、前記ガイドラインとに基づいて、前記被検体の位置異常を検出する異常検出部と、
   を備えるＸ線診断装置。
2. 前記被検体が前記天板に載置された状態及び載置されていない状態において、前記天板を撮影範囲に含んで撮影するカメラと、
   前記被検体が前記天板に載置されていない状態で前記カメラにより撮影された前記リファレンス画像と、前記リファレンス画像の撮影時における前記カメラの撮影位置を示す情報である位置情報とを関連付けて保存する関連付け部と、
   を備える請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. Ｘ線を前記被検体に照射するＸ線照射器をさらに備えて、
   前記カメラは、前記Ｘ線照射器と一体的に移動するよう前記天板の上方に配置され、
   前記位置情報は、
   前記Ｘ線照射器と一体的に移動する前記カメラの撮影位置を示す情報であって、前記天板に対する前記Ｘ線照射器の位置、前記天板のローリング角度、前記天板のチルト角度、及び、前記Ｘ線照射器から前記被検体に照射されるＸ線の射入角度の少なくとも１つを含む、
   請求項２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記カメラは、前記Ｘ線照射器の近傍に設けられる、
   請求項３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記異常検出部は、
   前記リファレンス画像と前記撮影画像とを前記ガイドラインの外側で差分処理して、前記被検体の一部が差分画像に残る場合は前記位置異常を検出する、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記ガイドラインは、
   前記天板の長辺に沿って設定される、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
7. 前記ガイドラインは、
   前記天板の短辺から所定の位置に、前記天板の短辺に平行に設定される、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
8. 前記異常検出部は、
   前記位置異常が検出されたときに、少なくとも前記天板の移動を停止させる、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
9. 前記被検体が前記天板に載置された状態で撮影された画像について、前記被検体が正常な載置領域に載置された正常位置の画像と、前記被検体の位置異常が検出された画像と、を機械学習用のデータとして保存する、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。

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