JP7211223B2 - 位置合わせ案内装置、放射線撮影システム及びプログラム - Google Patents
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Description
そこで、従来、放射線検出器や放射線源の位置合わせをサポートする各種技術が提案されている。
また、特許文献2には、読み取った放射線画像の画像データに基づいて被写体と放射線画像読取装置との相対的な位置関係が適正であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて警告を与える放射線画像読取システムについて記載されている。
また、特許文献2に記載されたシステムは、相対的な位置関係が適正でないことを警告するだけのものである。このため、ユーザーは、この装置によって警告を受けても、所望の放射線画像を得るためにどのような修正を行えばよいのか分からず、結局、警告が出なくなるまで位置関係の調整と撮影を繰り返さなければならない。
被写体を放射線撮影することで得られた放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した前記放射線画像に基づいて、当該放射線画像を撮影したときの放射線検出器及び放射線源のうちの少なくとも一方と前記被写体との相対的な位置関係を検出する相対位置検出手段と、
前記放射線源及び前記放射線検出器のうちの少なくとも一方の位置を模擬的に変更する変更入力を受け付ける入力受付手段と、
前記相対位置検出手段が検出した位置関係、及び前記入力受付手段が受け付けた前記変更入力に基づいて、前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方の位置が変更された場合の被写体像が投影された疑似投影画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段が生成した疑似投影画像を出力する画像出力手段と、を備える。
まず、本発明の第一実施形態について説明する。
初めに、本実施形態に係る放射線撮影システム100の概略構成について説明する。図1は放射線撮影システム100を表すブロック図である。
なお、図1における括弧書きの符号は、後述する第二実施形態のものである。
各装置1,2,4は、通信ネットワークNを介して互いに通信可能となっている。
また、放射線源13は、X軸方向(放射線照射方向)、Y軸方向(高さ方向)、Z軸方向(放射線照射方向と直交する水平方向)に移動することが可能であるとともに、Y軸、Z軸と平行な回転軸を中心に回転する(放射線照射の向きを変える)ことが可能となっている。
なお、放射線発生装置1は、撮影室内に据え付けられたものであってもよいし、コンソール4等と共に回診車と呼ばれる移動可能に構成されたものとなっていてもよい。
そして、放射線検出器2は、放射線発生装置1から放射線が照射されるタイミングと同期して、照射された放射線に応じた放射線画像を生成するようになっている。
また、撮影台3は、放射線検出器2を、Y軸方向,Z軸方向に移動させることが可能に構成されている。
なお、図1には、立位撮影用の撮影台3を例示したが、臥位撮影用の撮影台であってもよい。
また、撮影の際に、放射線検出器2を床やベッドの上に載置したり、壁に立てかけたりすれば、撮影台3は不要である。
また、コンソール4は、他のシステム(HISやRIS等)から取得した撮影オーダー情報やユーザーによる操作に基づいて、各種撮影条件(管電圧や管電流、照射時間(mAs値)、撮影部位、撮影方向等)を撮影装置等に設定することが可能となっている。
このコンソール4の詳細については後述する。
なお、図1には、位置合わせ案内装置を兼ねているコンソール4を例示したが、位置合わせ案内装置はコンソールから独立した別の装置であってもよい。
放射線画像が静止画である場合には、1回の撮影操作(照射指示スイッチの押下)につき放射線の照射及び放射線画像の生成を1回だけ行い、放射線画像が動画である場合には、1回の撮影操作につきパルス状の放射線の照射及びフレーム画像の生成を短時間に複数回(例えば1秒間に15回)繰り返す。
次に、上記放射線撮影システム100が備えるコンソール4の具体的構成について説明する。図2はコンソール4を表すブロック図、図3はコンソール4が実行する撮影案内処理を表すフローチャートである。
なお、図2における括弧書きの符号は、後述する第二実施形態のものである。
各部41~45は、バス等で電気的に接続されている。
そして、制御部41のCPUは、記憶部43に記憶されている各種プログラムを読出してRAM内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、コンソール4各部の動作を集中制御するようになっている。
そして、通信部42は、通信ネットワークN(LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット等)を介して接続された他の装置等との間で各種信号や各種データを送受信するようになっている。
また、記憶部43は、制御部41が実行する各種プログラム(後述する案内処理を含む)やプログラムの実行に必要なパラメーター等を記憶している。
また、記憶部43は、後述する疑似投影画像I2を生成するのに必要なモデル画像を記憶している。モデル画像は、標準的な体型かつ普通の状態(罹患していない)の被写体を予め撮影しておいたもので、撮影部位や撮影方向に応じて異なる写り方をしたものが複数枚用意されている。
また、本実施形態における記憶部43は、後述する投影位置図D1を生成するための被写体図DS(例えばシェーマ像)を記憶している。被写体図DSは、被写体全体が描かれたものを一枚だけ用意されていてもよいし、一部(例えば胸部、脚部等)が描かれたものが複数枚用意されていてもよい。
なお、記憶部43は、放射線画像I1を記憶することが可能となっていてもよい。
そして、表示部44は、制御部41から入力される制御信号に基づいて、各種画像等を表示するようになっている。
そして、操作部45は、ユーザーによってなされた操作に応じた制御信号を制御部41へ出力するようになっている。
この「所定条件」とは、例えば、電源がオンにされる、通信ネットワークNに接続される、操作部45に所定の開始操作がなされる、通信部42が他の装置から所定の制御信号を受信する、といったものが挙げられる。
本実施形態においては、放射線画像I1のデータを、通信部42を介して受信することとしているが、一度記憶媒体に記憶させたものを読み込んでもよい。
取得する放射線画像I1は、診断に用いられる本撮影画像であってもよいし、本撮影画像を撮影する前に予め低い線量で撮影したプレ撮影画像であってもよい。
制御部41は、この画像取得処理を実行することにより、画像取得手段として機能する。
この相対位置検出処理では、取得した放射線画像I1に基づいて、当該放射線画像I1を撮影したときの放射線検出器2及び放射線源13と被写体Sとの相対的な位置関係を検出する。
放射線検出器2の位置を検出する際には、放射線画像I1の端の情報を用いる。すなわち、放射線画像I1の端が放射線検出器2の端であるとみなして放射線検出器2の位置を検出する。
また、本実施形態においては、照射野の位置も検出する。こちらの検出方法も特に限定されるものではなく、検出した放射線源13の位置や向き、放射線画像I1の認識結果等に基づいて検出する。
なお、本実施形態においては、放射線検出器2と被写体Sとの位置関係と放射線源13と被写体Sとの位置関係の両方を検出することとしたが、どちらか一方の位置関係を検出するものであってもよい。
制御部41は、この相対位置検出処理を実行することにより、相対位置検出手段として機能する。
この画像生成処理では、少なくとも取得した放射線画像I1に写った撮影対象部位に相当する部位を象った被写体図DSに、放射線検出器2に相当する図形である検出器図形F1及び放射線源13に相当する図形である管球図形F2を、被写体図DSと検出器図形F1及び管球図形F2との位置関係が、当該放射線画像I1を撮影したときの放射線検出器2及び放射線源13と被写体Sとの位置関係と一致するように重畳させた投影位置図D1を生成する。
記憶部43に記憶されている被写体図DSが被写体の一部が描かれたものである場合には、撮影オーダー情報に含まれる撮影部位及び撮影方向(例えば「胸部正面」等の情報)に基づいて、対応する部位が描かれた被写体図DSを読み出す。
なお、後で実行する画像出力処理(ステップS5)において投影位置図D1を出力しない場合には、このステップS3の処理は不要である。
この画像出力処理では、制御部41は、放射線画像I1を出力する。
本実施形態においては、例えば図4に示すように、上記画像生成処理において生成した投影位置図D1を、放射線画像I1と共に表示部44に表示する。
なお、初めから放射線画像I1及び投影位置図D1を表示するのではなく、例えば図5に示すように、初めは放射線画像I1のみを表示し、その後のユーザーの操作に基づいて投影位置図D1を表示するようにしてもよい。
また、放射線画像I1を表示する際、図5に示したように、診断対象領域の欠けや隠れが生じている領域を枠Fで囲んだり、ユーザーの注意をひくための注意マークMを合わせて表示したりしてもよい。
管球図形F2は、円となっている。また、管球図形F2の中心には、照射中心を示す×印が付される。
照射野領域Rは、検出器図形F1と同じ形状となっている。図4には、照射野領域Rが検出器図形F1と完全に重なっている状態を例示したが、撮影時に放射線検出器2の放射線入射面に対して照射野がずれていた場合には、照射野領域Rは検出器図形F1からずれた状態で示される。
なお、照射野領域の色を半透明色とすれば、検出器図形F1が被写体図DSに重畳しても被写体図DSを視認することができる。
このため、図4に示されている現状の検出器図形F1を有効画像領域に対応する内側枠とし、筐体に対応する図示しない外側枠でこの内側枠を囲んだ二重の矩形枠を検出器図形としてもよい。
また、本実施形態に係る制御部41は、タッチやクリック等で操作可能な位置変更ボタンB1,B2も表示部44(例えば位置表示欄Cの左右両側)に表示するようになっている。
制御部41は、変更入力がなされるまでの間、ステップS5の判定を繰り返す。
ステップS5の処理を繰り返している間に、ユーザーが位置変更ボタンB1,B2を操作すると、その後、制御部41は、変更入力がなされたと判定し(ステップS5:Yes)、変更入力を受け付ける入力受付処理を実行する。
制御部41は、この入力受付処理を実行することにより、入力受付手段として機能する。
数値がゼロよりも小さくなる(初期位置よりも被写体Sから見て右へ移動する)場合にはマイナスの数値を表示する。
この画像生成処理では、検出した位置関係、及び入力受付手段が受け付けた変更入力に基づいて、放射線検出器2及び放射線源13のうちの少なくとも一方の位置が変更された場合の被写体像が投影された疑似投影画像I2を生成する。
そこで、本実施形態に係る制御部41は、記憶部43に記憶されているモデル画像を用いて欠損領域を補間するようになっている。すなわち、疑似投影画像I2は、放射線画像I1の一部領域I11と、モデル画像における放射線画像I1の欠損領域に対応する領域IMと、で構成される。
放射線画像I1とモデル画像との位置合わせには、例えばコニカミノルタテクノロジレポート,vol.8,1995「胸部集団検診X線画像の刑事差分処理の研究」に記載されたような手法を用いることができる。
なお、モデル画像には、三次元の放射線画像を用いることもできる。例えば、三次元の放射線画像を所望の方向から平面に投影し、得られた二次元の放射線画像をモデル画像とする。
なお、ステップS4の画像出力処理において投影位置図D1を出力しなかった場合には、この変更後投影位置図D2を生成する処理は不要である。
制御部41は、上記ステップS3の画像生成処理及びこのステップS6の画像生成処理を実行することにより、画像生成手段として機能する。
この画像出力処理では、生成した疑似投影画像I2を出力する。
本実施形態においては、例えば図6に示すように、上記ステップS6の画像生成処理において生成した変更後投影位置図D2を、疑似投影画像I2と共に表示部44に表示する。
なお、図6には、照射野領域Rが検出器図形F1と完全に重なっている状態(放射線検出器2の位置と放射線源13の位置及び角度を同時に等距離移動するように修正した場合)を例示したが、上記ステップS5において、放射線検出器2に関する変更入力と放射線源13に関する変更入力のいずれか一方だけがなされた場合には、照射野領域Rは検出器図形F1からずれる場合がある。
制御部41は、上記ステップS4の画像出力処理及びこのステップS7の画像出力処理を実行することにより、画像出力手段として機能する。
この間に、位置表示欄Cの数値に基づいて放射線検出器2や放射線源13の位置を修正すると所望の放射線画像が得られるか否かを判断することになる。
ここで、この修正では所望する放射線画像が得られないとユーザーが判断し、ユーザーが位置変更ボタンB1,B2を再度操作すると、制御部41は、この変更入力に基づいて、変更後疑似投影画像I3及び変更後投影位置図D2を再生成し、表示部44に表示する。つまり、表示部44に図4に示した表示画面が表示されている間は、位置変更ボタンB1,B2の操作に応じて、投影位置図D1の検出器図形F1や管球図形F2が被写体図DS上を移動するとともに、変更後疑似投影画像I3の被写体像が途切れることなくスクロールすることになる。
このため、ユーザーは、疑似投影画像I2及び変更後投影位置図D2により、放射線検出器2や放射線源13をどちらにどのくらい移動させればよいのかを直感的に把握することができる。
そして、その時点で位置表示欄Cに表示されている数値が放射線検出器2及び放射線源13の位置の修正方法となる。
修正方法が決まると、その修正方法に基づいてユーザーが放射線検出器2や放射線源13の位置を実際に修正する。
画像取得処理で取得した放射線画像I1がプレ撮影画像であれば、この後に表示内容に基づいて放射線検出器2及び放射線源13のうちの少なくとも一方の位置を修正し、本撮影を行うことになる。
一方、画像取得処理で取得した放射線画像I1が本撮影画像であれば、この本撮影画像を写損扱いにし(例えば図4に示したような写損ボタンB3を押し)、放射線検出器2及び放射線源13のうちの少なくとも一方の位置を修正し、本撮影を再度行うことになる。
ここで得られる放射線画像は、疑似投影画像I2に近い、すなわち、診断対象領域の欠けや傾きがないものとなる。
また、その時に表示されている疑似投影画像I2の構図が、修正方法に基づいて放射線検出器2や放射線源13の位置を修正した場合に得られる放射線画像I1の構図を示したものとなる。
このため、本実施形態に係るコンソール4によれば、被写体Sに対する放射線検出器2や放射線源13の位置がずれていた場合に、そのずれを無くすための修正方法をユーザーが容易に知ることができ、かつその修正によって所望の放射線画像を得ることができるか否かをユーザーが確認することができる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
なお、上記第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この「写損候補画像」は、本撮影画像であってもよいし、プレ撮影画像であってもよい。
また、写損候補画像であるか否かの判定方法は、特に限定されるものではなく、検出した位置関係を利用して判定してもよいし、放射線画像I1の周縁部の信号値のプロファイルに基づいて判定してもよい。
制御部41は、このステップS8の画像判定処理を実行することにより、画像判定手段として機能する。
一方、ステップS8において、取得した放射線画像I1が写損候補画像であると判定した場合には、制御部41は、相対位置算出処理を実行する(ステップS9)。
この相対位置算出処理では、適正であると想定される放射線検出器2及び放射線源13と被写体との位置関係を算出する。
なお、本実施形態においては、放射線検出器2と被写体との位置関係と放射線源13と被写体との位置関係の両方を算出することとしたが、どちらか一方の位置関係を算出するものであってもよい。
制御部41は、このステップS9の相対位置算出処理を実行することにより、相対位置算出手段として機能する。
この画像生成処理では、算出した適正であると想定される位置関係に基づいて、放射線検出器2及び放射線源13の位置が変更された場合の被写体像が投影された疑似投影画像I2を生成する。
また、この画像生成処理では、投影位置図D1における被写体図DSに、放射線検出器2に相当する第二図形である第二検出器図形F3及び放射線源13に相当する第二図形である第二管球図形F4を、被写体図DSと第二検出器図形F3及び放射線源13に相当する第二管球図形F4との位置関係が、適正であると想定される位置関係となるように重畳させる。
この画像出力処理では、生成した疑似投影画像I2を出力する。
本実施形態においては、例えば図8に示すように、上記ステップS3Aの画像生成処理において生成した投影位置図D1を、疑似投影画像I2と共に表示部44に表示する。
また、本実施形態においては、ステップS2の処理で、放射線画像I1を撮影したときの位置関係を検出してあるため、検出した位置関係に基づく検出器図形F1及び管球図形F2も被写体図DSに重畳するようにしてもよい。
このようにすれば、実際に撮影したときの位置関係と、適正であると想定される位置関係との差を認識しやすくなる。
なお、このステップS5の後に、上記第一実施形態の撮影案内処理におけるステップS5~ステップS7の処理を加えることで、コンソール4が表示した適正であると想定される修正方法や図形位置を修正できるようにしてもよい。
また、適正であると想定される修正方法及びその修正方法に基づいて放射線検出器2や放射線源13の位置を修正した場合に得られる疑似投影画像I2が自動で表示されるため、ユーザーが修正方法をより容易に知ることができるとともに、修正によって所望の放射線画像を得ることができるか否かをユーザーが容易に判断することができる。
こうすることで、後日、データベースから放射線画像I1及び修正方法を呼び出し、
写損カンファレンス等に使用することができる。
1 放射線発生装置
11 ジェネレーター
12 照射指示スイッチ
13 放射線源
2 放射線検出器
3 撮影台
4,4A コンソール(位置合わせ案内装置)
41 制御部
42 通信部
43,43A 記憶部
44 表示部
45 操作部
B1,B2 位置変更ボタン
B3 写損ボタン
C 位置表示欄
F 枠
F1 検出器図形
F1,F2 図形
F2 管球図形
F3 第二検出器図形
F4 第二管球図形
I1 放射線画像
I11 一部領域
I2 疑似投影画像
I3 変更後疑似投影画像
I4 被写体像の一部が写っていたことを示す画像
IM モデル画像における放射線画像I1の欠損領域に対応する領域
M 注意マーク
N 通信ネットワーク
R 照射野領域
S 被写体
X 放射線
Claims (6)
- 被写体を放射線撮影することで得られた放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した前記放射線画像に基づいて、当該放射線画像を撮影したときの放射線検出器及び放射線源のうちの少なくとも一方と前記被写体との相対的な位置関係を検出する相対位置検出手段と、
前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方の位置を模擬的に変更する変更入力を受け付ける入力受付手段と、
前記相対位置検出手段が検出した位置関係、及び前記入力受付手段が受け付けた前記変更入力に基づいて、前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方の位置が変更された場合の被写体像が投影された疑似投影画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段が生成した疑似投影画像を出力する画像出力手段と、を備える位置合わせ案内装置。 - 前記画像生成手段は、少なくとも取得した前記放射線画像に写った撮影対象部位に相当する部位を象った被写体図に、前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方に相当する図形を、前記被写体図と前記図形との位置関係が、当該放射線画像を撮影したときの前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方と前記被写体との位置関係と一致するように重畳させた投影位置図を生成し、
前記画像出力手段は、前記画像生成手段が生成した前記投影位置図を、前記放射線画像と共に出力する請求項1に記載の位置合わせ案内装置。 - 前記画像生成手段は、前記入力受付手段が受け付けた前記変更入力に基づいて、前記図形の位置が移動された変更後投影位置図を生成し、
前記画像出力手段は、前記画像生成手段が生成した前記変更後投影位置図を、前記疑似投影画像と共に出力する請求項2に記載の位置合わせ案内装置。 - 取得した前記放射線画像が、診断に供する条件が整っていない写損候補画像であるか否かを判定する画像判定手段と、
前記放射線画像が前記写損候補画像であると前記画像判定手段が判定した場合に、適正であると想定される前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方と前記被写体との位置関係を算出する相対位置算出手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記相対位置算出手段が算出した適正であると想定される位置関係に基づいて、前記投影位置図における前記被写体図に、前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方に相当する第二図形を、前記被写体図と前記第二図形との位置関係が、適正であると想定される位置関係となるように重畳させる請求項3に記載の位置合わせ案内装置。 - 放射線源から受けた放射線に基づいて放射線画像を生成する放射線検出器と、
前記放射線検出器が生成した前記放射線画像に基づいて、当該放射線画像を撮影したときの前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方と被写体との相対的な位置関係を検出する相対位置検出手段と、
前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方の位置を模擬的に変更する変更入力を受け付ける入力受付手段と、
前記相対位置検出手段が検出した位置関係、及び前記入力受付手段が受け付けた前記変更入力に基づいて、前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方の位置が変更された場合の被写体像が投影された疑似投影画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段が生成した疑似投影画像を表示する表示手段と、を備える放射線撮影システム。 - コンピューターに、
被写体を放射線撮影することで得られた放射線画像を取得する画像取得処理と、
前記画像取得処理において取得した前記放射線画像に基づいて、当該放射線画像を撮影したときの放射線検出器及び放射線源のうちの少なくとも一方と前記被写体との相対的な位置関係を検出する相対位置検出処理と、
前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方の位置を模擬的に変更する変更入力を受け付ける入力受付処理と、
前記相対位置検出処理において検出した位置関係、及び前記入力受付処理において受け付けた前記変更入力に基づいて、前記放射線検出器及び前記放射線源のうちの少なくとも一方の位置が変更された場合の被写体像が投影された疑似投影画像を生成する画像生成処理と、
前記画像生成処理において生成した疑似投影画像を出力する画像出力処理と、を実行させるプログラム。
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