JPWO2014167901A1 - 診断提供用医用画像システム及び一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入する方法 - Google Patents

診断提供用医用画像システム及び一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入する方法 Download PDF

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Abstract

一般撮影用の撮影系とタルボ撮影装置を含む撮影系とのいずれの撮影系において生成された診断提供用医用画像も撮影オーダー情報に的確に対応付けることが可能な診断提供用医用画像システム等を提供する。診断提供用医用画像システム100では、コントローラー80は、タルボ撮影装置61を備える第二撮影系60で撮影された複数枚分の画像信号に基づいて再構成して生成した複数種類の診断提供用医用画像をグループ化してコンソール90に送信し、コンソール90は、X線撮影装置1を備える第一撮影系50から取得した一枚分の画像信号から生成した一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する撮影オーダー情報に対応付けるとともに、それと同じ対応付けの仕方で、コントローラー80から送信されたグループ化された複数種類の診断提供用医用画像をそれらに対応する撮影オーダー情報に対応付ける。

Description

本発明は、X線源とX線撮影装置等を用いて一般撮影を行う第一撮影系と、タルボ撮影装置系で複数種類の診断提供用医用画像を撮影する第二撮影系とを備える診断提供用医用画像システム等に関する。
X線撮影の分野では、従来のスクリーン/フィルムを用いた銀塩写真方式から輝尽性蛍光体シート等を用いたCR(computed radiography)装置への移行によって、X線画像を画像信号として撮影するX線撮影装置への移行が進められてきた。そして、近年、X線源から照射され、被写体を透過したX線に応じて電気信号を発生させる、二次元状に配置された変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るフラットパネルディテクター(Flat Panel Detector。以下、FPDという。)が種々開発されており、病院等の医療現場で診断提供用医用画像の撮影に用いられるようになっている(例えば特許文献1等参照)。
このFPDを用いたX線撮影では、通常、X線源から被写体を介してFPDにX線を一回照射すると、FPDで医用画像一枚分の画像信号が読み取られる。なお、このように、X線源から被写体を介してFPDにX線を一回照射して一枚分の画像信号を取得する撮影を、以下、一般撮影という。単純撮影等ともいわれる撮影であり、いわゆる通常のX線撮影である。また、近年、このようなFPDを備えるX線撮影装置として、FPDにX線を照射するX線源や複数の格子等を備えたタルボ(Talbot)干渉計やタルボ・ロー(Talbot-Lau)干渉計を用いたX線撮影装置が開発されている(例えば特許文献2、3参照)。なお、このように、タルボ干渉計等を用いたX線撮影装置で使用されるFPDを、一般撮影で使用されるFPDと区別して、以下、X線検出器というが、その構造は基本的にFPDと同じである。また、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いたX線撮影装置を、以下、簡単にタルボ撮影装置という。
タルボ撮影装置としては、例えば、以下のようなものが知られている。例えば、二組の一次元格子の相対的な位置を変化させながら複数回のX線撮影を行ってX線検出器で複数枚のモアレ画像を撮影し(縞走査法)、これらのモアレ画像に基づいてX線の吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等の複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成するタルボ方式が知られている(例えば特許文献4参照)。また、上記のタルボ方式において、X線源の近傍に新たな格子を設け、当該格子を他の格子群に対して移動させて複数回のX線撮影を行ってX線検出器で撮影した複数枚のモアレ画像に基づいて微分位相画像等の複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成するタルボ・ロー方式が知られている(例えば特許文献5参照)。また、上記の各格子を、X線源から照射されるX線の光路上から離脱できるように構成することで、格子を使用しない一般撮影と格子を使用するタルボ方式(或いはタルボ・ロー方式)とを切り替え可能とする方式が知られている(例えば特許文献6参照)。
また、複数の二次元格子を用いて、被写体に対してX線を1回照射してモアレ画像を1枚撮影し、当該モアレ画像に対してフーリエ変換を施す等して複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成するフーリエ変換方式も知られている(例えば特許文献7参照)。また、格子配置を変えることで、上記の縞走査法とフーリエ変換法とを切り替え可能とする方式も知られている(例えば特許文献8参照)。
タルボ干渉計、タルボ・ロー干渉計、又はフーリエ変換方式を用いたX線撮影装置では、被写体情報を有するモアレ画像が生成されるが、縞走査法を用いる場合には、複数回のX線照射による複数枚分のモアレ画像が生成され、フーリエ変換方式を用いる場合には一回のX線照射による一枚分のモアレ画像が生成される。そして、これらのモアレ画像を解析処理することにより、上記のように、通常撮影(単純撮影)と同様な吸収画像に加えて、微分位相画像、小角散乱画像の少なくとも3種類の画像を再構成することが可能であることが知られている。また、これらの画像を合成してさらに別の合成画像が生成される場合もある。なお、上記のタルボ撮影装置にフーリエ変換方式を用いたX線撮影装置を含めたX線撮影装置を、以下、簡単にタルボ撮影装置系という。
ところで、例えば、被写体である患者の関節部分の軟骨部は、上記の一般撮影では撮影することが困難であり、これまでは、例えば、MRI(magnetic resonance imaging:核磁気共鳴画像法)等を用いた大型の撮影装置が使用されてきた。しかし、例えばMRIを用いた撮影は、被写体である患者にかなりの身体的負担や精神的負担を強いるものであり、しかも、費用が嵩む等の問題もあった。しかし、最近の研究では、解剖した関節部分を上記のタルボ撮影装置系で撮影すると、少なくとも微分位相画像に、関節部分の軟骨部を撮影することが可能であることが見出されている(例えば非特許文献1等参照)。また、本発明者らの研究では、解剖されていない生体のままの関節部分をタルボ撮影装置系で撮影すると、少なくとも微分位相画像に関節部分の軟骨部を撮影することができることが分かっている(詳しくは特願2012−275216や特願2013−5047等参照)。このように、タルボ撮影装置系は、これまでの一般撮影では撮影できない関節部分の軟骨部を撮影描写できるなど優れた機能を有するものであるため、今後、病院やクリニック等の施設に導入されることが予想される。
国際公開第2011/142157号パンフレット 特開2008−200359号公報 国際公開第2011/033798号パンフレット 国際公開第2004/058070号パンフレット 国際公開第2011/114845号パンフレット 国際公開第2008/102598号パンフレット 国際公開第2010/050483号パンフレット 国際公開第2012/029340号パンフレット
永島雅文、外7名,「関節軟骨の描出−微分干渉の原理を応用したX線撮影技術の可能性(第14回臨床解剖研究会記録 2010.9.11)」,臨床解剖研究会記録,2011年2月,No11,p.56−57、[平成25年4月5日検索]、インターネット< URL : http://www.jrsca.jp/contents/records/contents/PDF/11-PDF/p56.pdf>
ところで、上記のようなタルボ撮影装置系は、MRIやCT(Computed Tomography)を用いた撮影装置のように大型ではなく、通常の放射線発生装置等と同程度の大きさの装置である。そのため、タルボ撮影装置系を病院等の施設に導入する場合、放射線発生装置等の一般撮影用の装置が既に設置されている撮影室に導入されたり、或いは複数の撮影室がある施設では、一般撮影用の装置が既に設置されている各撮影室のうち一部或いは全ての撮影室にタルボ撮影装置系を新たに導入するような態様になることが想定される。
一方、施設に既設の一般撮影用の診断提供用医用画像システムでは、放射線技師等の操作者は、X線撮影前に、コンソールを操作して、これから行うX線撮影に関する撮影オーダー情報をHIS(Hospital Information System;病院情報システム)やRIS(Radiology Information System;放射線科情報システム)から入手する。なお、撮影オーダー情報の登録が撮影後に行われる場合もある。撮影オーダー情報には、患者情報や撮影条件等の必要な情報が設定されている。そして、放射線技師等の操作者が選択した撮影オーダー情報に基づいて一般撮影が行われると、FPDから当該撮影で得られた一枚分の画像信号(画像データ等ともいう。)がコンソールに送信される。必要に応じて、オフセット補正用のダーク読取りデータが続いて送信される場合もある。そして、コンソールは、この一枚分の画像信号にオフセット補正やゲイン補正、欠陥画素補正等の補正処理を加え、然る後、撮影部位に応じた階調処理等の画像処理を施して一枚の診断提供用医用画像を生成する。
そして、生成された診断提供用医用画像は、コンソールの表示部等に表示され、表示された診断提供用医用画像を確認した放射線技師等の操作者により当該診断提供用医用画像が承認されると診断提供用医用画像として撮影オーダー情報と対応付けられて確定される。そして、確定された診断提供用医用画像が撮影オーダー情報とともにPACS(Picture Archiving and Communication System:医用画像管理システム)に送られる等して、医師による診断の用に供せられるように構成される。このように、従来の一般撮影用の診断提供用医用画像システムでは、通常、コンソールで、一個の撮影オーダー情報と、当該撮影オーダー情報に基づいて撮影されFPDで生成される一枚分の画像信号と、診断に提供する診断提供用医用画像とが、いわば1:1:1に対応付けられて確定されるようなシステム構成となっている。
そして、このような一般撮影用の診断提供用医用画像システムに、上記のようにタルボ撮影装置系を導入する場合、一般撮影用の診断提供用医用画像システムのコンソールとは別体の、タルボ撮影装置系用のコンソールを新たに導入すると、放射線技師等の操作者はコンソールを使い分けなければならなくなり、システム全体が非常に煩わしく感じられるものとなる。例えば、一の撮影室内に、従来型の一般撮影用の撮影系とタルボ撮影装置系とが設置される場合には、2つのコンソールを使い分けしなければならなくなる。そこで、病院等の施設に既設のコンソール、すなわち一般撮影用の診断提供用医用画像システムのコンソールで、従来の一般撮影用の診断提供用医用画像システムにおける上記の処理と、新たに導入されたタルボ撮影装置系で撮影されたモアレ画像に対する処理との両方を行うように構成されると予想される。
しかしながら、タルボ撮影装置系では、それぞれに特徴の異なる、吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等の複数種類の診断提供用医用画像が生成可能で、また、生成に用いるモアレ画像の枚数(すなわち撮影回数や曝射回数)も、一枚(フーリエ変換方式の場合)であったり、複数枚(タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計の場合)であったりと異なっている。つまり、一個の撮影オーダー情報と、当該撮影オーダー情報に基づいて撮影されX線検出器で生成される一枚または複数枚分のモアレ画像の画像信号と、診断に提供する複数種類の診断提供用医用画像とが、1:m:nに対応付けられことになる。
そのような状況で、既設の一般撮影用の診断提供用医用画像システムのコンソールで、撮影オーダー情報と診断提供用医用画像とを対応付ける場合、一般撮影用の診断提供用医用画像システムのコンソールは、上記のように、撮影オーダー情報と診断提供用医用画像とを1:1に対応付けるため、モアレ画像から吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等の複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成しても、そのうちのいずれか1つの診断提供用医用画像のみを撮影オーダー情報に対応付けてしまう可能性がある。この場合、生成した他の診断提供用医用画像は破棄されてしまう可能性が高い。
このような事態が生じることを防止する方法としては、コンソールにおける処理の仕方を変更して、タルボ撮影装置系で撮影された一枚または複数枚のモアレ画像から再構成して生成した吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等の複数種類の診断提供用医用画像を撮影オーダー情報に対応付けるように構成することが考えられる。しかし、このように構成すると、今度は、従来の一般撮影用の診断提供用医用画像システムで、X線源から被写体を介してFPDにX線を一回照射して一枚分の画像信号を取得する撮影を行い、コンソールでこの画像信号から一枚の診断提供用医用画像を生成して撮影オーダー情報に対応付けても、コンソールが、当該撮影オーダー情報に対応付けるべき残りの診断提供用医用画像が存在すると判断してしまう可能性がある。そして、このような誤った判断を行ってしまうと、撮影で得られた診断提供用医用画像を的確に撮影オーダー情報に対応付けているにもかかわらず、コンソールが残りの診断提供用医用画像を待つ状態になってしまい、診断提供用医用画像が確定されない状態に陥るため、当該撮影がいつまで経っても終了しない状態になってしまう可能性がある。
なお、この問題は、上記のように、病院等の施設に既設の一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入する場合に生じ易いが、それに限らず、一般撮影用の撮影系と、タルボ撮影装置系とが混在する状態になっている診断提供用医用画像システムにおいて一般的に生じ得る問題である。そして、一般撮影用の撮影系とタルボ撮影装置系とが混在する状態になっている診断提供用医用画像システムでは、上記のように、一般撮影用の撮影系で撮影された一枚分の診断提供用医用画像のデータと、タルボ撮影装置系で撮影された複数枚のモアレ画像のデータやそれから再構成されて生成された複数種類の診断提供用医用画像のデータがシステム内を飛び交う状況になる。さらに、複数の診断提供用医用画像を生成(再構成)に用いられる診断提供用医用画像のデータ(X線検出器で生成されたモアレ画像のデータ)の数も一枚分であったり複数枚分であったりすることもあり、一枚分や複数枚分の診断提供用医用画像のデータがシステム内を飛び交う状況になる。
そのため、上記のような問題がより生じ易くなり、診断提供用医用画像システムの運用上、混乱を来たす可能性が生じ得る。また、上記のように一般撮影用の撮影系からの一枚分の診断提供用医用画像のデータや、タルボ撮影装置系からの一枚分或いは複数枚分のモアレ画像の画像信号、或いはタルボ撮影装置系からの複数種類の診断提供用医用画像のデータがシステム内を飛び交う状況になるため、診断提供用医用画像のデータを、それとは対応しない撮影オーダー情報に対応付けてしまったり、撮影オーダー情報に対応付けた複数種類の診断提供用医用画像の中に、それとは関係のない一般撮影用の撮影系で撮影された診断提供用医用画像が紛れ込んで対応付けられてしまう可能性が生じる。
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、一般撮影用の撮影系と、タルボ撮影装置系(すなわちタルボ干渉計、タルボ・ロー干渉計、又はフーリエ変換方式を用いたX線撮影装置)を含む撮影系とが混在するシステムにおいて、いずれの撮影系において生成された診断提供用医用画像であっても撮影オーダー情報に的確に対応付けることが可能な診断提供用医用画像システム等を提供することを目的とする。
前記の問題を解決するために、本発明の診断提供用医用画像システムは、
X線を照射するX線源と、前記X線源から照射され被写体を透過したX線を画像信号として読み取るX線撮影装置とを備え、前記X線源から被写体を介して前記X線撮影装置にX線を一回照射して前記X線撮影装置で一枚分の前記画像信号を読み取る第一撮影系と、
前記第一撮影系から前記一枚分の画像信号を取得すると、取得した前記一枚分の画像信号に基づいて一枚の診断提供用医用画像を生成して、生成した前記一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるコンソールと、
前記X線源と、複数の格子と、前記X線源から照射され被写体および前記複数の格子を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るX線検出器とを備え、前記X線源から被写体および前記複数の格子を介して前記X線検出器にX線を複数回照射して前記X線検出器で複数枚分の前記画像信号を読み取る第二撮影系と、
前記第二撮影系で読み取られた前記複数枚分の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成するコントローラーと、
を備え、
前記コントローラーは、生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をグループ化して前記コンソールに送信し、
前記コンソールは、前記第一撮影系で撮影された前記一枚の診断提供用医用画像の一の撮影オーダー情報への対応付けと同じ対応付けの仕方で、前記コントローラーから送信されたグループ化された前記複数種類の診断提供用医用画像をそれらに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けることを特徴とする。
さらに、本発明の一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入する方法は、
X線を照射するX線源と、前記X線源から照射され被写体を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るFPDと、前記第一撮影系から取得した前記一枚分の画像信号に基づいて生成した一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるコンソールとを備え、前記X線源から被写体を介して前記FPDにX線を一回照射して前記FPDで一枚分の前記画像信号を読み取る一般撮影用の診断提供用医用画像システムに、タルボ撮影装置系を導入する方法であって、
前記タルボ撮影装置系として、前記X線源と、複数の格子と、前記X線源から照射され被写体および前記複数の格子を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るX線検出器とを備え、前記X線源から被写体および前記複数の格子を介して前記X線検出器にX線を一回照射して前記X線検出器で一枚分の前記画像信号を読み取る前記タルボ撮影装置系を導入し、
前記コンソールに、前記タルボ撮影装置系から前記一枚分の画像信号を受信した場合には、当該一枚分の画像信号に基づいて複数種類の医用画像を再構成して生成し、生成した前記複数種類の医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるように動作させることを特徴とする。
本発明のような方式の診断提供用医用画像システム等によれば、コントローラーで、第二撮影系で撮影された複数枚のモアレ画像から再構成された複数種類の診断提供用医用画像を1つのデータの形にしたりデータ群として、まとめてコンソールに送信することで、コンソールで、一般撮影で撮影された診断提供用医用画像の撮影オーダー情報への対応付け(すなわち1:1の対応付け)と同じ対応付けの仕方で、当該グループ化され1つのデータやデータ群の形にされた複数種類の診断提供用医用画像を一括してそれらに対応する一の撮影オーダー情報に1:1に対応付けることが可能となる。或いは、コントローラーで第二撮影系で撮影された複数枚のモアレ画像の画像信号をグループ化して1つのデータやデータ群の形にしてコンソールに送信する。そして、コンソールで複数枚のモアレ画像の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成する等して生成する。
そのため、撮影オーダー情報に1つのデータやデータ群とされた複数種類の診断提供用医用画像が対応付けられるため、当該撮影オーダー情報に基づいて第二撮影系で行われたX線撮影で撮影されたモアレ画像に基づいて再構成された複数種類の診断提供用医用画像の全てを的確に撮影オーダー情報に対応付けることが可能となる。そのため、第二撮影系で撮影されたモアレ画像に基づいて再構成された複数種類の診断提供用医用画像のうちの一部の診断提供用医用画像のみが撮影オーダー情報に対応付けられ、他の診断提供用医用画像が撮影オーダー情報に対応付けられなくなってしまったり、或いは、第一撮影系で撮影したにもかかわらず、コンソールが、当該撮影オーダー情報に対応付けるべき他の診断提供用医用画像が存在すると判断してしまい、当該撮影がいつまで経っても終了しない状態になってしまうような事態が生じることを的確に防止することが可能となる。
また、システム中を、第一撮影系で撮影された一枚分の診断提供用医用画像のデータと、タルボ撮影装置で撮影された複数枚のモアレ画像のデータやそれから再構成されて生成された複数種類の診断提供用医用画像のデータが飛び交う状況になって、診断提供用医用画像のデータをそれとは対応しない撮影オーダー情報に対応付けてしまったり、撮影オーダー情報に対応付けた複数種類の診断提供用医用画像の中にそれとは関係のない一般撮影用の撮影系で撮影された診断提供用医用画像が紛れ込んで対応付けられてしまったりすることを的確に防止することが可能となる。
本実施形態に係る診断提供用医用画像システムの構成例を示す図である。 第一撮影系の具体的な構成例を示す図である。 FPDの等価回路を表すブロック図である。 撮影オーダー情報の例を示す図である。 撮影オーダー情報を表示する選択画面の例を示す図である。 選択された各撮影オーダー情報に対応する各アイコン等が表示された画面の例を示す図である。 フォーカスされた元のアイコンの位置に生成された診断提供用医用画像が表示された状態を示す図である。 第二撮影系を構成するタルボ撮影装置の構成例を表す図である。 マルチスリットや第1格子、第2格子の概略平面図である。 タルボ干渉計の原理を説明する図である。 関節部分が撮影された微分位相画像の画像中に撮影されている関節部分の軟骨部の端部を示す写真である。 コントローラーの表示部上に最初に表示される小角散乱画像の一例を表す図である。 コントローラーの表示部上に表示される待機画面の例を表す図である。 被写体の撮影部位の状態を種々変化させて得られた画像と過去の画像が表示された画面の例を表す図である。 コントローラーの表示部上に表示された微分位相画像の例を表す図である。 図12の微分位相画像等から生成された骨除去画像(軟部組織微分画像)の例を表す図である。 タルボ撮影装置に向かって左側に着座した患者が被写体台上に手を伸ばした状態で手指の撮影が行われる状態を説明する図である。 タルボ撮影装置に向かって右側に着座した患者が被写体台上に手を伸ばした状態で手指の撮影が行われる状態を説明する図である。 2次元格子を用いる場合に被写体台上に手指等を種々の方向から載置することが可能であることを説明する図である。 2次元格子を用いる場合に被写体台上に手指等を種々の方向から載置することが可能であることを説明する図である。 2次元格子を用いる場合に被写体台上に手指等を種々の方向から載置することが可能であることを説明する図である。
以下、本発明に係る診断提供用医用画像システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、一般撮影用のX線源やX線撮影装置を備え、X線源から被写体を介してX線撮影装置にX線を一回照射してX線撮影装置で一枚分の画像信号を読み取る撮影系を、第一撮影系といい、タルボ撮影装置系(すなわちタルボ干渉計、タルボ・ロー干渉計、又はフーリエ変換方式を用いたX線撮影装置)でX線源から被写体や複数の格子を介してX線検出器にX線を複数回照射してX線検出器で複数枚分の画像信号を読み取る撮影系を、第二撮影系という。すなわち、本実施形態に係る診断提供用医用画像システムでは、上記の第一撮影系と第二撮影系とが混在する状態になっている。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る診断提供用医用画像システムの構成例を示す図である。本実施形態では、診断提供用医用画像システム100は、複数の撮影室Ra(Ra1〜Ra3)や複数のコンソール90等を備え、撮影室Ra内の各装置とコンソール90とがネットワークNを介して接続されている。また、本実施形態では、診断提供用医用画像システム100はネットワークNを介してPACS200と接続されているほか、図示を省略するが、ネットワークNには、HISやRISも接続されている。
なお、図1の診断提供用医用画像システム100では、第一撮影系50が設けられている撮影室Ra(すなわち撮影室Ra1、Ra3)には第二撮影系60が設けられておらず、第二撮影系60が設けられている撮影室Ra(すなわち撮影室Ra2)には第一撮影系50が設けられていない場合が示されているが、同じ撮影室Raに第一撮影系50と第二撮影系60とがともに設けられていてもよい。また、例えば、1つの撮影室Raに第一撮影系50と第二撮影系60、コンソール90等が設けられている状態であってもよい。このように、本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100は、第一撮影系50と第二撮影系60とが混在する状態にあればよく、図1に示す場合に限定されない。
[第一撮影系について]
以下、第一撮影系50の構成等について説明する。第一撮影系50は、例えば図2に示すように、X線源52やFPD1等を備えて構成されている。以下、具体的に説明する。なお、以下では、第一撮影系50におけるX線撮影装置がFPD1である場合について説明するが、第一撮影系50におけるX線撮影装置は、この他にも、例えば前述したCR装置(すなわち前述した輝尽性蛍光体シート等を内蔵するCRカセッテや、輝尽性蛍光体シート等と画像読取装置とが一体化された装置等)であってもよく、本発明は、第一撮影系50におけるX線撮影装置がFPD1である場合に限定されない。また、第一撮影系50のX線撮影装置としてCRカセッテを用いる場合には、よく知られているように、図示しない画像読取装置でCRカセッテから読み取られた画像信号が画像読取装置から後述するコンソール90(図1参照)に送信されるように構成される。また、以下では、第一撮影系50で用いられるFPD1として、いわゆる可搬型(カセッテ型等ともいう。)のFPDについて説明するが、例えば支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型(固定型等ともいう。)のFPDであってもよい。
[FPDについて]
まず、第一撮影系50で用いられるFPD1について説明する。図3は、本実施形態に係るFPD1の等価回路を表すブロック図である。図3に示すように、FPD1には、図示しないセンサー基板上に複数の変換素子7が二次元状(マトリクス状)に配列されている。各変換素子7は、後述するX線源52(図2参照)から照射され図示しない被写体を透過したX線に応じて電気信号を発生させるようになっている。各変換素子7には、バイアス線9が接続されており、バイアス線9が結束された結線10がバイアス電源14に接続されている。そして、バイアス電源14からバイアス線9等を介して各変換素子7に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。各変換素子7には、スイッチ素子として薄膜トランジスター(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8が接続されており、TFT8は信号線6に接続されている。
走査駆動手段15では、配線15cを介して電源回路15aからゲートドライバー15bにオン電圧とオフ電圧が供給されるようになっており、ゲートドライバー15bで走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間でそれぞれ切り替えるようになっている。そして、各TFT8は、走査線5を介してオン電圧が印加されるとオン状態になって、変換素子7と信号線6とが導通する状態になり変換素子7内の電気信号が読み取られる。また、各TFT8は、走査線5を介してオフ電圧が印加されるとオフ状態になって、変換素子7と信号線6との導通を遮断するようになっている。
制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等で構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段22には、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)等で構成される記憶手段23が接続されており、また、外部と通信するためのアンテナ装置41が接続されている。さらに、制御手段22には、走査駆動手段15や読み出し回路17、記憶手段23、バイアス電源14等の各機能部に必要な電力を供給するバッテリー24が接続されている。
制御手段22は、後述するX線源52から図示しない被写体を介してX線が照射された後に行われる画像信号Dの読み取り処理の際には、ゲートドライバー15bからいずれか一本の走査線5にオン電圧を順次印加させ、当該走査線5に接続されている各TFT8をオン状態にする。そして、各TFT8がオン状態になると、各変換素子7と各信号線6とが導通し、各変換素子の電気信号が読み出しIC16内に設けられた各読み出し回路17で読み取られる。具体的には、変換素子7から読み出し回路17の増幅回路18に流れ込んだ電荷の量に応じて増幅回路17から電圧値が出力される。
相関二重サンプリング回路(図3では「CDS」と記載されている。)19は、各変換素子7から電荷が流れ込む前後に増幅回路18から出力された電圧値の差分をアナログ値の画像信号Dとして下流側に出力する。そして、出力された各画像信号Dがアナログマルチプレクサー21を介してA/D変換器20に順次送信され、A/D変換器20でデジタル値の画像信号Dに順次変換されて記憶手段23に出力されて順次保存される。各変換素子7からの電気信号Dの読み取り処理は、以上のようにして行われるようになっている。なお、撮影後、記憶手段23に保存された画像信号D等が、アンテナ装置41等を介して外部のコンソール90(図1参照)等に送信されるようになっている。
[第一撮影系を構成する他の装置等について]
次に、第一撮影系50を構成する他の装置等について説明する。本実施形態では、撮影室Raには、ブッキー装置51が設置されており、ブッキー装置51は、そのカセッテ保持部(カセッテホルダーともいう。)51aに上記のFPD1を装填して用いることができるようになっている。なお、図1や図2では、ブッキー装置51として、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bの両方が設置されている場合が示されているが、必ずしも両方が設置されている必要はなく、いずれか一方のブッキー装置のみが設置されていてもよい。
図2に示すように、第一撮影系50は、図示しない被写体を介してブッキー装置51に装填されたFPD1にX線を照射するX線源52Aが少なくとも1つ設けられている。なお、FPD1は、ブッキー装置51に装填せずに単独の状態で用いることもできるようになっており、臥位撮影用のブッキー装置51bや、撮影室Ra内に運び込んだベッド上に横臥した患者(図示省略)の身体にあてがう等して用いることも可能である。このような場合、X線源52としてポータブルのX線源52Bが用いられる場合もある。
撮影室RaからX線が外部に漏れ出さないようにするために、撮影室Raは図示しない鉛板で覆われている。そのため、撮影室Ra内外の装置は鉛板に阻まれて通信できないため、撮影室Raには、撮影室Ra内の各装置等や撮影室Ra外の各装置等の間の通信等を中継するための中継器(基地局等ともいう。)54が設けられている。なお、本実施形態では、中継器54には、FPD1が無線方式で画像信号D等の送受信を行うことができるようにするために、アクセスポイント53が設けられている。また、中継器54は、放射線発生装置55やコンソール90と接続されており、中継器54には、FPD1やコンソール90等から放射線発生装置55に転送するLAN(Local Area Network)通信用の信号等を放射線発生装置55用の信号等に変換し、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
前室(操作室等ともいう。)Rbには、本実施形態では、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等の操作者が操作してX線源52からのX線の照射を指示するための曝射スイッチ56が設けられている。また、放射線発生装置55は、適切な線量のX線が照射されるようにX線源52を調整する等の種々の制御を行うようになっている。
以上のように構成される第一撮影系50では、X線源52(図2参照)から、図示しない被写体を介して、ブッキー装置51に装填されたFPD1や、ブッキー装置51に装填されず単独の状態のFPD1に対して、X線を一回照射して、FPD1で診断提供用医用画像一枚分の画像信号Dを読み取るようになっている。すなわち、本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100では、第一撮影系50でFPD1を用いて一般撮影が行われるようになっている。
[コンソールについて]
次に、第二撮影系60について説明する前に、コンソール90の構成等について説明する。以下では、第一撮影系50で一般撮影が行われる場合のコンソール90の構成例について説明する。本実施形態では、コンソール90は、コンピューターで構成されているが、専用装置等で構成されていてもよい。図1に示すように、コンソール90には、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成される表示部90aが設けられており、また、図示しないマウスやキーボード等の入力手段を備えている。また、コンソール90には、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段91が接続され、或いは内蔵されている。
本実施形態では、図1に示したネットワークNには、前述したHISやRIS(いずれも図示省略)が接続されており、コンソール90は、HISやRISから登録されている撮影オーダー情報を入手するようになっている。なお、前述したように、撮影オーダー情報の登録をX線撮影後にコンソール90に入力する等して行うことも可能である。また、シートに記載されたバーコードを図示しないバーコードリーダーで読み取る等して、コンソール90に撮影オーダー情報を入力するように構成することも可能であり、コンソール90が撮影オーダー情報を入手する仕方は特に限定されない。
撮影オーダー情報は、例えば図4に例示するように、患者情報としての「患者ID」P2や「患者氏名」P3、「性別」P4、「年齢」P5、「診療科」P6や、撮影条件としての「撮影部位」P7や「撮影方向」P8、使用するブッキー装置の「ブッキーID」P9等を指定して設定されるようになっている。なお、図4の例では、ブッキーID「001」、「002」はそれぞれ立位撮影用、臥位撮影用のブッキー装置51A、51Bを表し、ブッキーID「003」は、FPD1をブッキー装置51に装填せずに単独の状態で用いることを表す。そして、撮影オーダーが登録された順に、各撮影オーダー情報に対して「撮影オーダーID」P1が自動的に割り当てられるようになっている。コンソール90は、撮影オーダー情報を入手すると、コンソール90の表示部90aに、図5に示すように、各撮影オーダー情報の一覧を選択画面H1として表示するようになっている。
本実施形態では、選択画面H1には、撮影オーダー情報の一覧を表示するための撮影オーダー情報表示欄h11や、撮影する予定の撮影オーダー情報を選択するための選択ボタンh12が各撮影オーダー情報に対応して設けられている。また、撮影オーダー情報表示欄h11の下側には、決定ボタンh13及び戻るボタンh14が設けられている。そして、例えば、放射線技師等の操作者が、これから行うX線撮影に向けて、選択ボタンh12をクリックして、例えば患者「M」に関して表示されている4つの撮影オーダー情報を全て選択して、決定ボタンh13をクリックすると、コンソール90は、表示部90a上に、図6に示すような画面H2を表示する。
本実施形態では、画面H2の画面中央に、選択された各撮影オーダー情報に対応するアイコンI1〜I4が、撮影オーダー情報の撮影オーダーID順に、左上、右上、左下、右下の順に表示される。また、各アイコンIを並べ替えることもできるようになっている。各アイコンI1〜I4では、対応する各撮影オーダー情報で指定されたブッキー装置51を模した図柄(アイコンI1〜I3参照)や、ブッキー装置51が指定されていない場合(すなわち上記のブッキーIDが「003」の場合)には単独のFPD(アイコンI4参照)が表示されるようになっており、その他、管電流や撮影部位、撮影方向等が表示されるようになっている。また、画面H2の右側には、照射条件の設定用の表示Iaがなされており、各項目の「+」ボタンや「−」ボタンをクリックすることで放射線技師等の操作者が照射条件を変更して設定することができるようになっている。
また、画面H2上では、次に行われるX線撮影に対応するアイコンI(図6の場合はアイコンI2)がフォーカスされて表示されるようになっている。また、本実施形態では、フォーカスされたアイコンIに表示されている管電流等の照射条件(或いは表示Ia上で照射条件が変更された場合には変更された照射条件)が放射線発生装置55(図1参照)に送信され、放射線発生装置55で管電流等が自動設定されるようになっている。画面H2の左側には、フォーカスして表示されているアイコンIに対応する撮影オーダー情報で指定された撮影部位を、操作者が一目で分かるように表した人体モデルIbが表示されている。図6の場合は、胸部正面の撮影を指定するアイコンI2がフォーカスされているため、人体モデルIbの胸部の部分が他の部分とは別の態様で、すなわち例えば赤く着色されて表示されている。
一方、例えば撮影室Ra1(図1参照)で、コンソール90上でフォーカスして表示されたアイコンIに対応する撮影オーダー情報に基づくX線撮影が行われると、前述したように、FPD1の制御手段22は、各変換素子7から画像信号Dを読み取り、アンテナ装置41(図3参照)やブッキー装置51(図1参照)を介し、中継器54を介して画像信号D等をコンソール90に送信する。
コンソール90は、FPD1から画像信号D等が送信されてくると、それらに基づいてオフセット補正やゲイン補正、欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、診断提供用医用画像(この場合は、通常、吸収画像)を生成する。そして、コンソール90は、診断提供用医用画像を生成すると、図6の例では、図7に示すように、例えば、コンソール90の表示部90a上に表示された画面H2のアイコンI2の部分に、生成した診断提供用医用画像pを表示する。そして、表示された診断提供用医用画像pを見た放射線技師等の操作者が、「ON」ボタンをクリックしたり、或いは所定時間内に「NG」ボタンをクリックしなければ、コンソール90は、生成した診断提供用医用画像pを、アイコンI2に対応する撮影オーダー情報(すなわち当該診断提供用医用画像を撮影したX線撮影に関する撮影オーダー情報)に対応付けて確定するようになっている。そして、前述したように、撮影オーダー情報に対応付けられて確定された診断提供用医用画像pは、撮影オーダー情報とともにコンソール90からネットワークN(図1参照)に接続されているPACSに送られる等して、医師による診断の用に供せられるようになっている。
上記のように、第一撮影系50では、一般撮影が行われ、X線源52(図2参照)から被写体を介してFPD1にX線を一回照射して、FPD1で診断提供用医用画像一枚分の画像信号Dが読み取られる。従って、第一撮影系50で一般撮影が行われる場合には、コンソール90は、上記のようにして確定された一枚の診断提供用医用画像pを、それに対応する一個の撮影オーダー情報に対応付けることになる。
なお、上記のように、第一撮影系50におけるX線撮影装置がCR装置である場合には、コンソール90は、CRカセッテから画像信号を読み取った画像読取装置から送信されてきた画像信号Dに基づいて診断提供用医用画像pを生成し、生成した診断提供用医用画像が放射線技師等の操作者により承認されれば、それを当該診断提供用医用画像を撮影したX線撮影に関する撮影オーダー情報に対応付けて確定するように構成される。そして、このようにして、第一撮影系50では、CR装置を用いた一般撮影が行われた場合も、X線源52(図2参照)から被写体を介してCR装置にX線を一回照射して、CR装置で診断提供用医用画像一枚分の画像信号Dが読み取られる。そのため、第一撮影系50でCR装置を用いた一般撮影が行われる場合も、コンソール90は、上記のようにして確定された一枚の診断提供用医用画像pを、それに対応する一個の撮影オーダー情報に対応付けることになる。
[第二撮影系について]
次に、第二撮影系60の構成等について説明する。本実施形態では、第二撮影系60は、例えば図8に示すように、X線源62と、複数の格子63、66、67と、X線検出器68等を備えて構成された、タルボ撮影装置系として構成されている。なお、本実施形態における第二撮影系60を、例えば前述した特許文献4等に記載されているタルボ干渉計を用いたタルボ撮影装置として構成することも可能である。また、以下では、第二撮影系を構成するタルボ撮影装置系がタルボ・ロー干渉計を用いたタルボ撮影装置61である場合について説明するが、前述したように、第二撮影系を構成するタルボ撮影装置系は、タルボ干渉計を用いたタルボ撮影装置として構成されていてもよく、また、フーリエ変換方式を用いたX線撮影装置として構成することも可能である。
以下、具体的に説明する。図8は、第二撮影系を模式的に示した図である。第二撮影系60のタルボ撮影装置61は、図8に示すように、X線源62と、マルチスリット63を含む第1のカバーユニット64と、被写体台65、第1格子66、第2格子67、およびX線検出器68を含む第2のカバーユニット69と、支柱70と、本体部71と、基台部72とを備える。図8に示されるタルボ撮影装置61は縦型であり、X線源62(621はX線源の焦点)、マルチスリット63、被写体台65、第1格子66、第2格子67、X線検出器68が、この順序に重力方向であるz方向に配置される。また、z方向が、X線源62からのX線の照射軸方向ということになる。図8において、第1のカバーユニット64内の、63aは調整部、63bは取付用アーム、73は付加フィルター、74は照射野絞り、75は照射野ランプを表す。また、第2のカバーユニット69内の76は第1格子66および第2格子67を含む格子ユニットを表す。
そして、本実施形態では、第1、第2のカバーユニット64、69内の各構成要素が、それぞれ図示しないカバー部材に覆われて保護されるようになっている。なお、タルボ撮影装置61で縞走査法を用いてモアレ画像の撮影を行うように構成される場合は、例えば第2のカバーユニット69内に、第2格子67を一定方向(図8や後述する図9におけるx方向)に移動させるための機構(図示省略)が設けられる。また、調整部63aは、マルチスリット63のx、y、z方向の位置やx、y、z軸周りの回転角度を微調整するための機構であり、マルチスリット63を精度よく基台部72に固定できるのであれば、調整部63aは必ずしも設けられる必要はない。また、図8において、70aはX線源62と支柱70とをつなぐ緩衝部材を表す。
図9に示すように、マルチスリット63(G0格子ともいう。)、第1格子66(G1格子ともいう。)および第2格子67(G2格子ともいう。)は、いずれも、X線照射軸方向であるz方向と直交するx方向に複数のスリットが配列されて設けられた格子である。これらを構成するための材料や形成方法等については、例えば前述した特許文献3等を参照されたい。なお、図9において、dは、マルチスリット63、第1格子66、第2格子67のスリットの各周期を表す。
[タルボ撮影装置の原理について]
ここで、タルボ撮影装置61(フーリエ変換方式を用いたX線撮影装置の場合を含む。)に共通する原理について説明する。図10に示すように、X線源62から照射されたX線が第1格子66を透過すると、透過したX線がz方向に一定の間隔で格子像を結ぶ。この格子像を自己像といい、このように自己像がz方向に一定の間隔をおいて形成される現象をタルボ効果という。
そして、第1格子66の自己像が像を結ぶ位置に第2格子67を配置し、その際、第2格子67の格子方向(すなわちスリットの延在方向。図9におけるy軸方向参照)が、第1格子66の格子方向に対して僅かに角度を持つように配置すると、第2格子67上でモアレ画像(図10においてMoで示す。)が得られる。なお、図10では、モアレ画像Moを第2格子67上に記載すると分かりにくくなるため、モアレ画像Moを第2格子67から離して記載しているが、実際には第2格子67上および第2格子67の下流側でモアレ画像Moが形成される。また、図10では、後述するようにX線源62と第1格子66との間に存在する被写体Hの影響がモアレ画像Mo中に現れている場合が示されているが、被写体Hが存在しなければモアレ縞のみが現れる。
また、X線源62と第1格子66間に被写体Hが存在すると、被写体によってX線の位相がずれるため、図10に示すようにモアレ画像Mo上のモアレ縞が被写体の辺縁を境界に乱れる。そして、モアレ画像Moを処理することによってこのモアレ縞の乱れを検出し、被写体像を再構成して画像化することができる。これがタルボ干渉計の原理である。そして、第1格子66の前に被写体Hを配置して可干渉性X線を照射した場合と、被写体Hを配置しない状態で可干渉性X線を照射した場合にそれぞれ得られるモアレ画像Moを解析することによって被写体の再構成画像、すなわち吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等を得ることが可能となる。
なお、本発明者らの研究では、上記のX線撮影装置61で、患者の解剖されていない生体のままの関節部分を撮影したモアレ画像Moから微分位相画像を再構成すると、例えば図11に矢印で示すように、関節部分を構成する2つの骨部の間に存在する軟骨部の先端部が筋状に撮影される場合があることが分かっている。そのため、上記のX線撮影装置61は、少なくとも患者の関節部分の軟骨部を撮影する点において、MRI等を用いた大型の撮影装置に代わるものとなり得る。
[タルボ撮影装置における他の構成について]
図8に示したタルボ撮影装置61の他の構成要素について説明すると、被写体台65は、被写体を保持するための保持台である。また、X線検出器68は、基本的に第一撮影系50のFPD1(図3参照)と同様に構成されており、図示を省略するが、X線源62から照射され被写体Hや複数の格子63、66、67を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取る装置である。また、X線検出器68として、CCD(Charge Coupled Device)やX線カメラ等の撮影手段を用いることも可能である。なお、前述したように、X線検出器68は、構造的に第一撮影系50のFPD1と同じであるため、例えばX線検出器68を可搬型(すなわちカセッテ型)に形成して、第一撮影系50でも使用できるように構成することが可能である。このように構成すれば、1つのX線検出器68を、X線検出器68として使うこともでき、FPD1として使うことも可能となるため好ましい。
X線検出器68と第2格子67との距離が離れれば離れるほど、形成されたモアレ画像MoをX線検出器68で撮影する際にモアレ画像Moがぼけてしまうため、X線検出器68は、通常の場合、第2格子67に当接するように基台部72に位置固定される。本体部71は、X線源62やX線検出器68等に接続されており、X線源62からのX線照射を制御する。また、それとともに、X線検出器68で読み取られたモアレ画像Moの画像信号Dを外部装置に送信したり、或いはX線検出器68で読み取られた電気信号Dからモアレ画像Moを生成してその情報を外部装置に送信するようになっている。
また、本体部71は、その他、タルボ撮影装置61に対する全般的な制御を行うようになっており、図示しない入力手段や表示手段、記憶手段等の適宜の手段や装置を備えるように構成される。なお、タルボ撮影装置61が設けられている撮影室Ra(図1の例では撮影室Ra2)もX線が外部に漏れ出さないようにするために図示しない鉛板で覆われているため、図1に示すように、タルボ撮影装置61も中継器54を介してコンソール90等との外部装置と接続されるようになっている。
[X線検出器における変換素子等について]
X線検出器68における変換素子としては、フォトダイオードやフォトトランジスター、CCD、X線カメラ等の撮影手段を用いることが可能であるが、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)パネルを用いることも可能である。CMOSパネルは、フォトダイオード等を用いたパネルに比べて1回の撮影に要する時間を短縮することができるため、例えば縞走査法を用いてモアレ画像を複数枚撮影する場合等に撮影時間を短縮することが可能となり、患者の負担を軽減することが可能となるためである。また、フォトダイオード等の場合とは異なり、CMOSパネルでは残像が残らないため、残像処理が不要になるといったメリットもある。
しかし、CMOSパネルを用いる場合、飽和線量(すなわち蓄積可能な線量の上限値)が小さいという問題がある。すなわち、タルボ撮影装置61での撮影に必要な線量で放射線を照射すると、比較的速やかに飽和線量に達してしまいサチュレーションが生じ易くなる。そこで、この問題に対する対処法としては、例えば、従来のフォトダイオード等を用いたX線検出器68では、1回の放射線の照射ごとに読み出し処理を1回行って1枚のモアレ画像を撮影したのに対し、CMOSパネルを用いたX線検出器68では、放射線の1回照射する間に複数回(以下n回とする。)の読み出し処理を行って複数枚(すなわちn枚)のいわばサブモアレ画像を撮影するように構成する。そして、放射線の1回の照射の間に撮影されたn枚のサブモアレ画像を各画素ごとに画素値を加算して1枚のモアレ画像を合成して生成するように構成することが可能である。なお、この場合、1回の放射線の照射の間に行われる各回の読み出し処理では、CMOSパネルの各変換素子がサチュレーションを生じないうちに読み出し処理が行われるように構成されることは言うまでもない。
X線検出器68を上記のように構成すれば、例えば縞走査法で放射線をN回照射してN枚のモアレ画像を撮影する場合には、X線検出器68は、上記のように1回の放射線の照射ごとにn回の読み出し処理を行うため、計N×n回の読み出し処理を行ってN×n枚のサブモアレ画像を撮影する。そして、同じ回の放射線照射の際に読み出されたn枚のサブモアレ画像を合成して1枚のモアレ画像を合成するようにして、結局、N枚のモアレ画像を生成するように構成される。
また、CMOSパネルは温度の影響を受け易いという問題もある。そのため、CMOSパネルを有するX線検出器68を含むタルボ撮影装置61全体の温度が安定してから撮影を行うことが望ましい。そのため、例えば、撮影を行う日は、その朝のうちにX線検出器68を含むタルボ撮影装置61を起動させておき、実際に撮影が行われる時点では、タルボ撮影装置61全体の温度が安定している状態とすることが望ましい。
[複数種類の診断提供用医用画像の生成方法等について]
ここで、タルボ撮影装置61で撮影されたモアレ画像Moから複数種類の診断提供用医用画像、すなわち例えば吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等を再構成して生成する方法について簡単に説明する。
本実施形態では、タルボ撮影装置61では、縞走査法を用い、被写体を被写体台65に保持した状態で第2格子67を一定方向(図8や図9におけるx方向)に移動させながらX線源62から被写体にX線を照射して、複数枚のモアレ画像Moを撮影する。複数種類の診断提供用医用画像の再構成処理では、これらの複数枚のモアレ画像Moの各画像信号が用いられる。
また、被写体撮影における撮影条件と同じ撮影条件の下で、バックグラウンド撮影を行う。すなわち、被写体を被写体台65に保持しない状態でX線を照射してX線検出器68でモアレ画像Moを撮影する。なお、このバックグラウンド撮影は、被写体を撮影するごとにその前または後に行うように構成してもよいが、撮影ごとに行うと、その分、X線源62の図示しない陽極が早く損傷してしまう等の理由から、例えば、第二撮影系60を用いて撮影を行う日にタルボ撮影装置61を立ち上げた時点等にバックグラウンド撮影を行い、その時点で得られた、被写体が撮影されていないモアレ画像をその日行われる各撮影で使い回すように構成することも可能である。なお、このように被写体が存在しない状態でバックグラウンド撮影されたモアレ画像を、被写体が撮影されたモアレ画像Moと区別するために、以下、BGモアレ画像Mbという。また、前述したように、BGモアレ画像Mbから得られた信号を、以下、バックグラウンド信号といい、BG信号と略記する。
また、上記のように、例えばタルボ撮影装置61を立ち上げた時点で撮影されたBGモアレ画像Mbを用いて再構成した吸収画像等からモアレ縞起因のアーチファクトが許容出来ない程度残存している場合には、タルボ撮影装置61を立ち上げた時点からの温度変化等によって第1格子66や第2格子67等に歪みが生じる等していると考えられる。そのため、吸収画像等からモアレ縞起因のアーチファクトが許容出来ない程度残存していることが分かった時点で、改めてバックグラウンド撮影を行い、BGモアレ画像Mbを撮影し直すように構成することも可能である。この場合、その後のタルボ撮影装置61を用いた撮影では、BGモアレ画像Mbとしては新たに撮影されたBGモアレ画像Mbが用いられる。さらに、例えば決められたタイミングで被写体が存在しない状態でバックグラウンド撮影を行ってBGモアレ画像Mbを撮影するように構成し、例えばタルボ撮影装置61を立ち上げた時点で得られたBGモアレ画像Mbと比較して、第1格子66や第2格子67等に歪みが生じる等していないかを確認するように構成することも可能である。
一方、再構成処理では、被写体が撮影されたモアレ画像Moの全ての画像信号と、バックグラウンド撮影されたBGモアレ画像Mbの全てのBG信号から、以下のようにして吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像の各画素値を算出して、吸収画像等を再構成して生成するように構成される。なお、以下、被写体撮影で得られたモアレ画像Moの画素(すなわちX線検出器68の変換素子。以下同じ。)ごとの画像信号をIS(x,y)と表し、バックグラウンド撮影で得られたBGモアレ画像Mbの画素ごとのBG信号をIBG(x,y)と表す。
そして、画像信号IS(x,y)やBG信号IBG(x,y)は、以下のように、少なくともモアレ縞の直流成分I0と1次の振幅成分I1とに分解された形に近似される。なお、下記の各式においてxやyは画素位置を表し、Mは縞走査回数、1回の格子移動量は1/M周期で、k番目の格子位置での信号を表す。
IS(x,y,k)=I0(ES0,x,y)
+I1(ES1,x,y)×cos2π(yθ/ d2+ζφX(ES1,x,y)+k/M)…(1)
IBG(x,y,k)=I0(EBG0,x,y)+I1(EBG1,x,y)×cos2π(yθ/d2+k/M) …(2)
ここで、ES0は格子および被写体を、EBG0は格子をそれぞれ透過したX線のエネルギーのスペクトルを代表する値であり、例えば、透過したX線のエネルギーの平均値やピーク値等である。また、ES1は格子および被写体を、EBG1は格子をそれぞれ透過したX線のエネルギーのスペクトルと、格子の厚さや配置を設計する際に設定されたエネルギーとで決まるモアレ縞の振幅を代表するエネルギー値である。また、θは第1格子66と第2格子67の格子方向間の相対角を表し、dは前述したように第2格子67の周期d(図9参照)を表し、ζは格子や配置によって決まる係数を表し、φXは被写体によるX線の屈折角を表す。
そして、画像信号IS(x,y)やBG信号IBG(x,y)が上記のように表される場合、吸収画像IABや微分位相画像IDP、小角散乱画像IVの各画素値IAB(x,y)、IDP(x,y)、IV(x,y)はそれぞれ以下の演算を行うことにより算出される。
IAB(x,y)=I0(ES0,x,y)/I0(EBG0,x,y) …(3)
IDP(x,y)=(yθ/ d2+ζφX(ES1,x,y) −yθ/d2))/ζ …(4)
∴IDP(x,y)=φX(ES1,x,y) …(5)
IV(x,y)=(I1(ES1,x,y)/I0(ES0,x,y))/(I1(EBG1,x,y)/I0(EBG0,x,y))…(6)
再構成処理では、以上のようにして、被写体が撮影されたモアレ画像Moの各画像信号と、バックグラウンド撮影されたBGモアレ画像Mbの各BG信号から、少なくとも吸収画像IABや微分位相画像IDP、小角散乱画像IVが再構成されて生成されるようになっている。なお、これらの画像をさらに合成して他の合成画像を生成するように構成することも可能である。本実施形態では、上記の3種類の診断提供用医用画像のほかに、例えば画素ごとに(吸収画像IAB)+(小角散乱画像IV)を計算して合成される合成画像IEと、画素ごとに(微分位相画像IDP)−(吸収画像IAB)を計算して合成される合成画像IFとの2種類の合成画像が生成されるようになっており、計5種類の診断提供用医用画像が生成されるようになっている。
[本実施形態に特有の構成について]
第一撮影系50とコンソール90とを備える診断提供用医用画像システムに第二撮影系60を導入する等して、第一撮影系50と第二撮影系60とが混在する上記のような診断提供用医用画像システムにおいては、前述したように、単に第一撮影系50と第二撮影系60とを混在させるだけではコンソール90において生成された診断提供用医用画像pを撮影オーダー情報に対応付ける処理がうまくいかなくなる可能性がある。
すなわち、一般撮影を行う第一撮影系50では、前述したように、コンソール90は、FPD1で読み取られた画像信号Dから生成した一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一個の撮影オーダー情報にいわば1:1に対応付ける。そして、コンソール90は、タルボ撮影装置61を備える第二撮影系60から送信されてきた複数枚のモアレ画像の画像信号Dに対しても、画像信号Dから再構成した吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等の全ての画像を撮影オーダー情報に対応付けるべきである。
しかし、第一撮影系50で使われていたコンソール90は、上記のように、一枚の診断提供用医用画像と一個の撮影オーダー情報とを1:1に対応付けてしまうため、例えばタルボ撮影装置61から送信されてきたモアレ画像の画像信号Dから再構成した上記の複数種類の診断提供用医用画像のうち、最初に再構成された医用画像すなわち例えば吸収画像のみを撮影オーダー情報に対応付けることになる。しかし、これでは他の微分位相画像や小角散乱画像等を撮影オーダー情報に対応付けることができなくなる。
また、このような事態が生じることを回避するために、コンソール90で一個の撮影オーダー情報に複数種類の診断提供用医用画像を対応付けるように構成すると、今度は、一般撮影用の第一撮影系50でX線撮影を行って診断提供用医用画像一枚分の画像信号Dが送信されてくると、コンソール90は、当該画像信号Dから一枚の診断提供用医用画像を生成して撮影オーダー情報に対応付けるが、当該撮影オーダー情報に対応付けるべき診断提供用医用画像が他にまだ存在すると判断してしまい、当該撮影がいつまで経っても終了しない状態になってしまう。このように、一般撮影を行う第一撮影系50と、タルボ撮影装置61を備える第二撮影系60とが混在する診断提供用医用画像システムにおいては、構成を工夫しないと上記の問題が生じ得る。
このような事態が生じることを防止するための工夫の仕方には種々の仕方があるが、本実施形態では、図1に示すように、第二撮影系60にコントローラー80を設けて、第二撮影系60で取得されたデータをコントローラー80でいわば整流してコンソール90に送信するようになっている。本実施形態では、コントローラー80は、コンソール90と同様にコンピューターで構成することも可能であるが、専用装置等で構成されていてもよい。また、図1では、コントローラー80が、第二撮影系60が設置された撮影室Raの前室に設置される場合が示されており、第二撮影系60が設置された撮影室Raが複数存在する場合は、各撮影室Raの前室Rbにそれぞれ設置されるが、コントローラー80を撮影室Ra内に設置するように構成することも可能である。
以下、上記で説明した第一撮影系50や第二撮影系60、コンソール90と、コントローラー80とを備えた本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100(図1参照)の構成について説明する。また、本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100の作用についてもあわせて説明する。
改めて詳しい説明は省略するが、本実施形態では、撮影オーダー情報(図4等参照)において、当該撮影オーダー情報に基づくX線撮影を、第一撮影系50の場合だけでなく、第二撮影系60を用いて行うことを指定することができるようになっている。すなわち、例えば「撮影部位」P7の欄で、図示しないポップアップアイコンを開いて軟骨を指定したり、「ブッキーID」P9の欄で、図示しないポップアップアイコンを開いて第二撮影系60すなわちタルボ撮影装置61を用いることを指定したり、或いは、新たに設けた欄に記号を記入したりチェックを入れたりすることで、当該撮影オーダー情報に基づくX線については第二撮影系60で行うことを指定することができるようになっている。
なお、上記のように、撮影オーダー情報に、第二撮影系60すなわち関節部位やタルボ撮影装置61を用いてX線撮影を行う旨を指定することも可能であるが、例えばコンソール90上で第二撮影系60を用いるX線撮影を行うことを指定する撮影オーダー情報を新たに作成するように構成することも可能である。また、コンソール90上で第二撮影系60を用いたX線撮影を行う旨を選択するように構成することも可能である。すなわち、例えばコンソール90の表示部90a上に「第一撮影系」、「第二撮影系」の表示を行い、放射線技師等の操作者に、マウス等の入力手段(すなわち選択手段)を用いていずれかの表示をクリックさせて、次に行うX線撮影が第一撮影系50を用いた撮影であるか第二撮影系60を用いた撮影であるかを選択させるように構成することも可能である。関節等の同一部位に対し、一般撮影する場合と、特に軟骨に着目して第二撮影系60を用いるX線撮影を行う場合との両方が想定されるため、RISに含まれる部位分類等が増加できない場合は、当該選択方式を使用することが好ましい。
上記のようにして第二撮影系60でX線撮影を行うことが指定された撮影オーダー情報が選択される等すると、図示を省略するが、コンソール90の表示部90a上には、当該撮影オーダー情報に対応して、第二撮影系60を用いてX線撮影を行うことを表すアイコンIが表示される。そして、このアイコンIには、例えばタルボ撮影装置61を模した図柄や「タルボ」或いは「第二撮影系」等の表示がなされるように構成される。そして、放射線技師等の操作者により、コンソール90上で撮影開始が選択されると、コンソール90からコントローラー80に患者情報や撮影条件等の情報が指定された撮影オーダー情報と撮影要求とが送信される。
本実施形態では、上記の吸収画像IABや微分位相画像IDP、小角散乱画像IV等の複数種類の診断提供用医用画像の生成が、コンソール90ではなく、コントローラー80で行われるようになっている。なお、本実施形態では、上記のように、この他、2種類の合成画像IE、IFも生成されるようになっており、計5種類の診断提供用医用画像が生成されるようになっているが、どのような診断提供用医用画像や合成画像を生成するかは予め設定されている。
このように、本実施形態では、吸収画像IAB等の再構成処理がコントローラー80で行われるため、タルボ撮影装置61は各モアレ画像Moの撮影が終了すると、モアレ画像Moの全ての画像信号を、中継器54(図1参照)を介してコントローラー80に送信するようになっている。
一方、本実施形態のようにコンソール90ではなくコントローラー80で上記のようにして吸収画像IABや微分位相画像IDP、小角散乱画像IVを再構成して生成し、さらに合成画像IE、IFを生成するように構成しても、それらを個別にコンソール90に送信するように構成すると、コンソール90は、結局、それらの画像のうち、最初に受信した画像を対応する撮影オーダー情報に1:1に対応付けてしまい、その後に受信した画像を撮影オーダー情報に対応付けない等の前述したような問題が生じる。
そこで、本実施形態では、コントローラー80は、上記のようにして吸収画像IAB等を生成すると、それらの生成した複数種類の診断提供用医用画像をグループ化してまとめてコンソール90に送信するように構成されている。グループ化の方法としては、例えば、生成した複数種類の診断提供用医用画像(すなわち本実施形態では上記の5種類の診断提供用医用画像)を決められた順番につなげて1つのデータやデータ群とするように構成することが可能である。また、例えば、各画像の付帯情報として、グループ化されたデータ群の一つを構成するものであることを表す情報を組み込むように構成することも可能である。この場合、例えば、グループ化された各診断提供用医用画像のヘッダー等にグループ化された診断提供用医用画像の数等の情報を書き込むように構成し、コンソール90がその情報を確認して、各診断提供用医用画像がコントローラー80から別々に送信される場合でも、それらを的確にまとめて1つのグループとして取り扱えるようにする等の処理がなされる。
そして、コンソール90は、コントローラー80からグループ化された複数種類の診断提供用医用画像が送信されてくると、前述した第一撮影系50で撮影された診断提供用医用画像の撮影オーダー情報への対応付け(すなわち1:1の対応付け)と同じ対応付けの仕方で、当該グループ化され、いわば1つのデータやデータ群とされた複数種類の診断提供用医用画像を、一括して、それらに対応する一の撮影オーダー情報に1:1に対応付けるようになっている。このように構成することで、撮影オーダー情報に、決められた順番につなげられ1つのデータやデータ群とされた複数種類の診断提供用医用画像がコンソール90で的確に対応付けることが可能となり、複数種類の診断提供用医用画像のうち一部の診断提供用医用画像のみが撮影オーダー情報に対応付けられ他の診断提供用医用画像が撮影オーダー情報に対応付けられなくなってしまう事態が生じることを的確に防止することが可能となる。
そして、コンソール90は、第一撮影系50(すなわちFPD1)から一枚の診断提供用医用画像が送信されてきた場合と同様に、撮影オーダー情報に対応付けられた各診断提供用医用画像に基づいてそれぞれ撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、診断提供用医用画像に対する画像処理を行い、撮影オーダー情報に対応付ける。その際、画像処理前の各診断提供用医用画像を撮影オーダー情報に対応付けたままとしてもよく、また、それらを画像処理後の各診断提供用医用画像で置き換えるように構成してもよい。
コンソール90は、以上のようにして撮影オーダー情報に一つの診断提供用医用画像を対応付け(第一撮影系50の場合)、或いは複数種類の診断提供用医用画像を対応付けて(第二撮影系60)、それが放射線技師等の操作者により承認されて確定されると、確定された診断提供用医用画像を撮影オーダー情報とともにPACS200(図1参照)に送信する。そして、医師等が、必要な診断提供用医用画像をPACS200から図示しない診断端末に送信させて診断端末上に表示する等して、上記のようにして生成された診断提供用医用画像が、医師等による診断の用に供せられるようになっている。
[効果]
以上のように、本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100によれば、一般撮影を行う第一撮影系50と、タルボ撮影装置(すなわちタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いたタルボ撮影装置)61を備える第二撮影系60とが混在するシステムにおいて、第二撮影系60で読み取られた複数枚分の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を生成する処理をコンソール90ではなくコントローラー80で行うように構成し、さらに、コントローラー80は生成した複数種類の診断提供用医用画像をグループ化してまとめてコンソール90に送信する。このように、本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100では、コントローラー80により、第二撮影系60で撮影された複数回の撮影による複数枚のモアレ画像Moから再構成された複数種類の診断提供用医用画像(吸収画像や微分位相画像等)を1つのデータやデータ群の形にまとめる。
そして、それをコンソール90に送信することにより、コンソール90で、一般撮影で撮影された診断提供用医用画像の撮影オーダー情報への対応付け(すなわち1:1の対応付け)と同じ対応付けの仕方で、当該グループ化され1つのデータやデータ群の形にされた複数種類の診断提供用医用画像を、一括して、それらに対応する一の撮影オーダー情報に1:1に対応付けることが可能となる。そのため、撮影オーダー情報に、1つのデータやデータ群とされた複数種類の診断提供用医用画像が対応付けられるため、当該撮影オーダー情報に基づいて第二撮影系60で行われたX線撮影で撮影されたモアレ画像Moに基づいて再構成された複数種類の診断提供用医用画像の全てを的確に撮影オーダー情報に対応付けることが可能となる。
このように、本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100によれば、コントローラー80で第二撮影系60で再構成された複数の診断提供用医用画像を1つのデータやデータ群にまとめていわば整流することで、コンソール90に送信されるデータの形を、第一撮影系50でも第二撮影系60でもともに1つのデータやデータ群の形にする。このように構成することで、一般撮影を行うFPD1等を備えた診断提供用医用画像システムに、タルボ撮影装置61を導入する等して、第一撮影系50と第二撮影系60とが混在する状況になった診断提供用医用画像システムにおいて、第一撮影系50では一枚の診断提供用医用画像が撮影され、第二撮影系60では複数種類の診断提供用医用画像が再構成される等する場合であっても、第一撮影系50で撮影された一枚の診断提供用医用画像も、第二撮影系60で再構成される等した複数種類の診断提供用医用画像も、いずれも、それを対応する撮影オーダー情報に的確に対応付けることが可能となる。
そのため、第二撮影系60で撮影されたモアレ画像Moに基づいて再構成された複数種類の診断提供用医用画像のうちの一部の診断提供用医用画像のみが撮影オーダー情報に対応付けられ、他の診断提供用医用画像が撮影オーダー情報に対応付けられなくなってしまったり、或いは、第一撮影系50で撮影したにもかかわらず、コンソール90が、当該撮影オーダー情報に対応付けるべき他の診断提供用医用画像が存在すると判断してしまい、当該撮影がいつまで経っても終了しない状態になってしまうような事態が生じることを的確に防止することが可能となる。また、システム中を、第一撮影系50で撮影された一枚分の診断提供用医用画像のデータと、タルボ撮影装置で撮影された複数枚のモアレ画像のデータやそれから再構成されて生成された複数種類の診断提供用医用画像のデータが飛び交う状況になって、診断提供用医用画像のデータをそれとは対応しない撮影オーダー情報に対応付けてしまったり、撮影オーダー情報に対応付けた複数種類の診断提供用医用画像の中にそれとは関係のない一般撮影用の撮影系で撮影された診断提供用医用画像が紛れ込んで対応付けられてしまったりすることを的確に防止することが可能となる。
[変形例1]
ところで、従来の一般撮影用の診断提供用医用画像システムで用いられていたコンソール90やPACS200では、例えば12bit階調等のいわば通常の階調の診断提供用医用画像(合成された合成画像がある場合にはそれも含む。以下同じ。)を管理したり表示したりするように構成されている場合が多い。しかし、最近では、例えば16bit階調等のより多階調で診断提供用医用画像を表示することが可能な診断端末や専用端末も登場している。そこで、例えば、コントローラー80で複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成する際、12bit階調等の通常の階調で診断提供用医用画像を生成する通常モードと、より多階調で生成する詳細モードとの二種類のモードのそれぞれのモードで診断提供用医用画像を再構成する等して生成するように構成することが可能である。
[変形例1−1]
そして、例えば、コンソール90が通常の12bit等に対応している場合には、コントローラー80で、12bit等の通常モードで生成した診断提供用医用画像に対してWW/WCによる階調処理を施し、また、通常モードで生成した診断提供用医用画像と詳細モードで生成した診断提供用医用画像の両方にDICOM化処理を施した上で、通常モードで生成した診断提供用医用画像と詳細モードで生成した診断提供用医用画像の両方をグループ化してコンソール90に送信する。そして、コンソール90では、上記のように、撮影オーダー情報にグループ化された複数種類の診断提供用医用画像が対応付けられるが、その際、撮影オーダー情報をコピーして2部作成し、通常モードで生成された診断提供用医用画像を一方の撮影オーダー情報に対応付け、詳細モードで生成された診断提供用医用画像をもう一方の撮影オーダーに対応付けるようにしてもよい。この場合、二つの撮影オーダー情報は別々に管理され取り扱われることになる。
また、一つの撮影オーダー情報に通常モードで生成された診断提供用医用画像と詳細モードで生成された診断提供用医用画像の両方を対応付けるように構成することも可能である。この場合は、撮影オーダー情報に通常モードと詳細モードのそれぞれで生成された診断提供用医用画像が対応付けられた状態で管理され取り扱われることになる。そして、コンソール90で、上記のようにして通常モードで生成した診断提供用医用画像と詳細モードで生成した診断提供用医用画像の両方に基づいてそれぞれ撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行う等して、確定されたそれらの診断提供用医用画像を全てPACS200に送信するように構成することが可能である。このように構成すれば、医師等は、PACS200から従来の診断端末に通常モード(12bit階調等)で生成された診断提供用医用画像を取り寄せて診断端末上に表示させることも可能であるが、16bit階調等のより多階調で画像を表示できる新型の診断端末や専用端末にPACS200から詳細モードで生成された診断提供用医用画像を取り寄せて、より多階調で表示された診断提供用医用画像を見ることが可能となる。
[変形例1−2]
また、コンソール90が通常の12bit等に対応しており、16bit等のより多階調のデータの処理を行うことができない場合等には、コントローラー80で通常モードで生成した診断提供用医用画像と詳細モードで生成した診断提供用医用画像のうち、通常モードで生成した診断提供用医用画像のみをグループ化してコンソール90に送信するように構成することも可能である。この場合、コンソール90で、送信されてきた通常モードで生成した診断提供用医用画像を撮影オーダー情報に対応付け、それらの診断提供用医用画像に基づいてそれぞれ撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行う等して、確定されたそれらの診断提供用医用画像を撮影オーダー情報とともにPACS200に送信するように構成される。そして、この場合、医師等は、通常モード(12bit階調等)で生成された診断提供用医用画像を見る場合には、PACS200から診断端末に通常モードで生成された診断提供用医用画像を取り寄せて診断端末上に表示させる。
一方、コントローラー80で詳細モードで生成した複数種類の診断提供用医用画像については、コントローラー80でそれらの診断提供用医用画像に基づいてそれぞれ撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行ったうえで、それらの複数種類の診断提供用医用画像を、USBメモリー等の所定の記憶媒体に出力するように構成することも可能である。そして、所定の記憶媒体を、例えば16bit階調等のより多階調で画像を表示できる専用端末等に接続して、より多階調で表示された診断提供用医用画像を見るように構成することも可能である。このように構成すれば、コンソール90が通常の12bit等に対応していて16bit等のより多階調のデータの処理を行うことができない場合等であっても、医師等は、詳細モードで生成された複数種類の診断提供用医用画像が記憶された所定の記憶媒体を専用端末等に接続することで、詳細モードで生成された診断提供用医用画像を専用端末等に表示させて、より多階調で表示された診断提供用医用画像を見ることが可能となる。
[変形例2]
また、上記の実施形態では、コントローラー80を、撮影室Raの前室Rbに配置された例えばデスクトップ型等のコンピューター等で構成する場合について説明した。しかし、このコントローラー80を例えばipad(登録商標)等の図示しない携帯端末で構成することも可能である。この場合、携帯端末で構成されたコントローラー80を放射線技師等の操作者が携帯するようにし、第二撮影系60でのモアレ画像Moの撮影が終了すると、操作者がタルボ撮影装置61から複数枚のモアレ画像Moの画像信号を携帯端末で構成されたコントローラー80に無線方式で受信させて吸い上げる。
そして、上記と同様にしてコントローラー80で処理を行い、複数種類の診断提供用医用画像をグループ化してコントローラー80からコンソール90に無線方式で送信させたり(上記の実施形態の場合)、通常モードと詳細モードとでそれぞれ生成した複数種類の診断提供用医用画像をグループ化してコンソール90に送信させたり(変形例1−1の場合)、或いは携帯端末のコントローラー80で詳細モードで生成した複数種類の診断提供用医用画像を所定の記憶媒体に出力させる(変形例1−2の場合)ように構成することが可能である。なお、この[変形例2]を上記の[変形例1−2]に適用する場合、コントローラー80である携帯端末自体を所定の記憶媒体として使用することも可能である。この場合、コントローラー80である携帯端末から、例えば16bit階調等のより多階調で画像を表示できる専用端末等に複数種類の診断提供用医用画像の情報を送信する等して、より多階調で表示された診断提供用医用画像を見るように構成することが可能となる。
この[変形例2]のように構成すれば、放射線技師等の操作者は、上記の実施形態の場合のように第二撮影系60が設けられた撮影室Raまで行かなくても、第二撮影系60のタルボ撮影装置61からコントローラー80である手元の携帯端末に複数枚のモアレ画像Moの画像信号を送信させればコントローラー80による上記の処理を行うことが可能となるため、診断提供用医用画像システム100が操作者にとって使い勝手がよいものとなる。
[第2の実施の形態]
ところで、上記の第1の実施形態では、第二撮影系60で撮影された複数枚分のモアレ画像Moの画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成する処理をコントローラー80(図1参照)で行い、コントローラー80からコンソール90に、グループ化されて1つのデータやデータ群とされた複数種類の診断提供用医用画像を送信する場合について説明したが、複数回の撮影による複数枚分のモアレ画像Moの画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成する処理をコンソール90で行うように構成することも可能である。この場合、複数種類の診断提供用医用画像はコンソール90で再構成されて生成されるため、コンソール90が、生成した複数種類の診断提供用医用画像とそれらに対応する撮影オーダー情報との対応付けを誤る可能性はない。
しかし、複数種類の診断提供用医用画像を再構成する基となる複数枚分のモアレ画像Moの画像信号を第二撮影系60からコンソール90に送信する際に、今度は、第一撮影系50で撮影された診断提供用医用画像一枚分の画像信号と、第二撮影系60で撮影された複数枚分のモアレ画像Moの画像信号とがシステム内を飛び交う状況になり得る。そのため、複数枚分のモアレ画像Moの画像信号をそれらとは対応しない撮影オーダー情報に対応付けてしまったり、撮影オーダー情報に対応する複数枚分のモアレ画像Moの画像信号の中に、それらとは関係のない第一撮影系50で撮影された診断提供用医用画像の画像信号が紛れ込んでしまったりする可能性が生じる。
そこで、このような事態が生じることを防止するために、この場合も、第二撮影系60に対応するコントローラー80(図1参照)を設け、コントローラー80でデータをグループ化し、整流してコンソール90に送信するように構成することが可能である。しかし、この場合、上記の第1の実施形態の場合とは異なり、コントローラー80は、第二撮影系60で読み取られた複数枚分のモアレ画像Moの画像信号をグループ化してコンソール90に送信する。本実施形態では、上記の第1の実施形態の場合とは異なり、コントローラー80では、複数回の撮影による複数枚分のモアレ画像Moの画像信号から複数種類の診断提供用医用画像を再構成したり合成したりして生成する処理は行われない。
そして、コンソール90は、第一撮影系50(すなわちFPD1)から診断提供用医用画像一枚分の画像信号を取得すると、前述したように取得した一枚分の画像信号に基づいて一枚の診断提供用医用画像を生成し、生成した診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付ける。また、コントローラー80からグループ化された複数枚分の画像信号を受信すると、例えばそれらを一旦撮影オーダー情報に対応付ける等した後、当該複数枚分の画像信号等に基づいて吸収画像IABや微分位相画像IDP、小角散乱画像IVを再構成して生成し、予め決められた合成画像IE、IF等を合成して生成する。そして、生成したそれらの診断提供用医用画像を対応する撮影オーダー情報に対応付け、コンソール90の表示部90a(図1参照)等に生成した複数種類の診断提供用医用画像をそれぞれ表示して、放射線技師等の操作者がそれらを承認した時点で確定して、それらの情報をPACS200に送る等の処理が行われるように構成される。
[BGモアレ画像について]
なお、前述したように、タルボ撮影装置61を立ち上げた時点等にバックグラウンド撮影を行ったり、改めてバックグラウンド撮影を行った時点で、被写体が存在しない状態で複数枚分のBGモアレ画像Mbを撮影した場合には、その時点で、コントローラー80は、それらの複数枚分のBGモアレ画像Mbの画像信号をグループ化してコンソール90に送信する。そして、コンソール90は、タルボ撮影装置61を立ち上げた時点や改めてバックグラウンド撮影を行った時点で送信されてきたBGモアレ画像Mbを、その後に第二撮影系60を用いて行われる各撮影で使い回すように構成される。また、第二撮影系60でX線撮影を行うごとにBGモアレ画像Mbを撮影するように構成する場合には、コントローラー80は、第二撮影系60で読み取られた複数枚分のモアレ画像Moの画像信号とともに複数枚分のBGモアレ画像Mbの画像信号もあわせてグループ化してコンソール90に送信するように構成される。
[効果]
以上のように、本実施形態に係る診断提供用医用画像システム100によれば、一般撮影を行う第一撮影系50と、タルボ撮影装置(すなわちタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いたタルボ撮影装置)61を備える第二撮影系60とが混在するシステムにおいて、第二撮影系60で読み取られた複数枚分の画像信号をコントローラー80でグループ化して、いわば1つのデータやデータ群としてコンソール90に送信する。そのため、第二撮影系60で撮影された複数枚分のモアレ画像Moの画像信号に、第一撮影系50で撮影された一枚分の診断提供用医用画像の画像信号が紛れ込むことを的確に防止することが可能となり、第1の実施形態で述べた有益な発明の効果を全て同様に発揮することが可能となる。
また、本実施形態では、第1の実施形態の場合と異なり、コンソール90で複数種類の診断提供用医用画像(合成画像を含む。)を生成するごとに、例えばコンソール90の表示部90a(図1参照)上に生成された診断提供用医用画像を表示してそれを放射線技師等の操作者が確認することが可能となる。そのため、生成された診断提供用医用画像をより早く見たいという操作者の要望を適えることが可能となるとともに、第二撮影系60でX線撮影を行ってから操作者により全ての診断提供用医用画像が承認されるまでに要する時間を短縮することが可能となり、この点でも診断提供用医用画像システム100を操作者にとって使い勝手がよいものとすることが可能となる。なお、上記の第1および第2の実施形態においてコントローラー80からコンソール90にデータ(第1の実施形態の場合は診断提供用医用画像、第2の実施形態の場合はモアレ画像Moの画像信号等)を送信する際に、それらのデータを可逆圧縮する等して送信する等の処理が適宜行われることは言うまでもない。
[変形例3]
また、上記の第1、第2の実施形態では、第二撮影系60で撮影された複数回の撮影による複数枚分のモアレ画像Moの画像信号から吸収画像IABや微分位相画像IDP、小角散乱画像IVを再構成して生成し、さらに2種類の合成画像IE、IFを生成して、計5種類の診断提供用医用画像を生成する。このように、複数枚分のモアレ画像Moの画像信号からどのような診断提供用医用画像や合成画像を生成するかが予め設定されている場合について説明した。しかし、第1の実施形態の場合にはコントローラー80上で、また、第2の実施形態の場合にはコンソール90上で、放射線技師等の操作者が適宜判断する等して複数回の撮影による複数枚分のモアレ画像Moの画像信号からどのような診断提供用医用画像や合成画像を生成するかを決めるように構成することも可能である。
この場合、第1の実施形態の場合には、コントローラー80上で生成された複数種類の診断提供用医用画像や合成画像がグループ化されるが、1つのデータやデータ群の形にされてコンソール90に送信されるため、他の診断提供用医用画像等が紛れ込む余地がなく、何ら問題を生じない。また、第2の実施形態の場合には、放射線技師等の操作者がコンソール90上で複数種類の診断提供用医用画像や合成画像を生成した後、複数種類の診断提供用医用画像等に他の診断提供用医用画像等が紛れ込んでいないかを確認しながら、対応する撮影オーダー情報にいわば手動で対応付けることになる。なお、この場合も、例えば操作者がコンソール90上でどのような診断提供用医用画像や合成画像をどの順番で生成するかを設定することで、後は、コンソール90が自動的にそれらの画像を生成して撮影オーダー情報に対応付けるように構成することも可能である。
[第3の実施の形態]
ところで、前述したように、第二撮影系60から複数回の撮影による複数枚分のモアレ画像Moの画像信号がコンソール90に送信されると、これらの画像信号に他の診断提供用医用画像の画像信号が紛れ込む等するために、診断提供用医用画像と撮影オーダー情報との対応付けに混乱が発生する可能性が生じていた。そこで、上記の第2の実施形態では、コントローラー80で複数回の撮影による複数枚分のモアレ画像Moの画像信号をグループ化して、いわば1つのデータやデータ群の形にしてコンソール90に送信するように構成することとした。
しかし、第二撮影系60からコンソール90に送信されるモアレ画像Moの画像信号がそもそも一枚分のモアレ画像Moの画像信号であれば、コントローラー80で整流しなくても、第一撮影系50(すなわちFPD1)からも第二撮影系60からもそれぞれ一枚分の画像信号がコンソール90に送信されてくることになる。そのため、コンソール90で、送信されてきた一枚分の画像信号を撮影オーダー情報に一旦対応付ける等するように構成すれば、一枚分の画像信号から生成された診断提供用医用画像(第一撮影系50の場合は一種類、第二撮影系60の場合は複数種類)を対応付ける撮影オーダー情報を誤ることが生じることはなくなる。
そこで、例えば病院等の施設に既設の一般撮影用の診断提供用医用画像システム、すなわち第一撮影系50のみを備える診断提供用医用画像システムに、タルボ撮影装置系(すなわちタルボ干渉計、タルボ・ロー干渉計、又はフーリエ変換方式を用いたX線撮影装置)を導入する方法として、X線源62から被写体や複数の格子66、67等を介してX線検出器68にX線を一回照射してX線検出器68で一枚分のモアレ画像Moの画像信号を読み取るような非走査型のフーリエ変換方式を用いたX線撮影装置を導入する方法を採用することが可能である。なお、この場合、フーリエ変換方式を用いたX線撮影装置における第1格子等は、図9に示したような一次元格子であってもよく、また、前述した特許文献7に示されているような二次元格子であってもよい。
そして、このようにして、一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入して、診断提供用医用画像システム100内に、FPD1を備える一般撮影用の第一撮影系50と、タルボ撮影装置系を備える第二撮影系60とが混在する状況になっても、コンソール90にいずれの撮影系からも撮影ごとに一枚分の画像信号が送信されてくるようになるため、コンソール90が送信されてきた画像信号とそれに対応する撮影オーダー情報とを1:1に的確に対応付けることが可能となる。
そのため、コンソール90で、第二撮影系60から送信されてきた一枚分のモアレ画像Moの画像信号に対して例えばフーリエ変換等の処理を施す等して吸収画像IABや微分位相画像IDP等の複数種類の診断提供用医用画像等を生成しても、それに他の診断提供用医用画像が紛れ込む等して診断提供用医用画像がそれとは対応しない撮影オーダー情報に対応付けられてしまう等の事態が生じることを的確に防止して、診断提供用医用画像をそれに対応する撮影オーダー情報に的確に対応付けることが可能となる。
[第二撮影系において最初に小角散乱画像を生成して表示することについて]
ところで、タルボ撮影装置に限らず、X線撮影装置を用いて撮影を行う場合、放射線技師等の操作者は、通常、撮影した画像やそのプレビュー画像を見て、画像中に被写体が適切な状態で撮影されているか否か等を判断し、再撮影が必要か否かを判断する。しかしながら、上記の第二撮影系60におけるタルボ撮影装置61では、上記のようにモアレ画像が撮影されるが、このモアレ画像を見ただけでは、再構成されて生成される吸収画像や微分位相画像等に被写体が適切な状態で撮影されているか否かを判断することは必ずしも容易ではなく、再撮影の要否の判断を必ずしも容易かつ迅速に行うことができないという問題がある。
そこで、以下、タルボ撮影装置61において、撮影後、再撮影の要否を容易かつ迅速に行うようにするための構成等について説明する。
上記のように、タルボ撮影装置61で撮影されるのは、画像中に撮影されている被写体の部分でモアレ縞が歪んだ状態になっている1枚または複数枚のモアレ画像である。そして、前述したように、放射線技師等の操作者は、画像中に被写体が適切な状態で撮影されているか否か等を判断し、再撮影が必要か否かを判断することが必要になるが、上記のようなモアレ画像を見ただけでは、被写体が適切な状態で撮影されているか否かを判断することは容易ではない。そのため、モアレ画像から吸収画像等を再構成して生成させ、それらの画像を見て再撮影の要否を判断するしかない。
また、特にタルボ撮影装置61においては、撮影中に被写体の体動があると、モアレ画像から再構成されて生成される吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等の再構成画像の画質が劣化してしまい、医師等の診断に用いることができなくなってしまう場合がある。そして、このように撮影中に体動があった場合も再撮影の対象となる。しかし、撮影中に被写体の体動があったか否かは、モアレ画像を見ただけでは分からず、やはりモアレ画像から吸収画像等を再構成して生成させ、それらの画像を見て体動があったか否かを判断して再撮影の要否を判断するしかない。
しかし、実際には、吸収画像や微分位相画像を見ても、よほど慣れた放射線技師等でない限り、撮影中に被写体の体動があったか否かを判断することは必ずしも容易ではない。そこで、本発明者らが鋭意研究を進めたところ、再構成画像の中でも、特に小角散乱画像が、体動があったか否かの視認性に最も優れているとの知見が得られた。図12は、手指の関節部分を撮影したモアレ画像から再構成されて生成された小角散乱画像IVの一例を表す図である。また、再構成画像のうち、小角散乱画像IVで撮影中に被写体の体動があったか否かの視認性に最も優れる理由は、以下のように考えられている。
前述したように、小角散乱画像IVは、被写体によるモアレ縞のVisibility(鮮明度)の低下を画像化した画像である。そして、微小構造のある領域や、例えば骨や骨梁等のエッジにおいて信号が低下するという特徴がある。しかし、体動がある場合、構造のエッジの小角散乱信号が増加して描出される偽像が発生することがある。しかも、体動が大きいほど偽像が多く現れる。すなわち構造のエッジで小角散乱信号があたかも増加しているようになる。そのため、生成された小角散乱画像IVにおける偽像の発生状況(すなわち小角散乱画像IV中に偽像が発生しているか否か)を見ることで、放射線技師等の操作者が、撮影中に被写体の体動があったか否かを視認によって容易かつ的確に判断することができると考えられている。しかも、偽像が発生しているか否かは、経験が浅い放射線技師等でも比較的容易に判別がつくため、放射線技師等の操作者がたとえ経験が浅くても、撮影中に被写体の体動があったか否かを視認によって容易に判断することができる。
なお、撮影中に体動があると、吸収画像では画像の鮮鋭性が低下する。しかし、そのように鮮鋭性が低下した吸収画像を見ても、体動があったか否かや、小角散乱画像等の他の再構成画像に体動の影響がどの程度生じるかを判断することは、経験を積んだ放射線技師等でも必ずしも容易ではない。また、微分位相画像では、体動があると、小角散乱画像と同様に構造のエッジの信号に偽像が発生する。しかし、微分位相画像では、偽像が発生していない場合でも構造のエッジ(例えば骨等のエッジ)において信号の大小(明暗)が比較的大きく変動する(例えば後述する図9の微分位相画像IDP参照)。そのため、体動によって偽像が発生していても、経験が豊富な放射線技師等でない限り、それが体動による偽像であるか否かを判断することは容易ではない。その点、小角散乱画像IVでは、上記のように撮影中に体動があったか否かを視認により容易に判断することが可能となるという特徴がある。
そこで、タルボ撮影装置61のコントローラー80(図1参照)は、上記のようにしてX線検出器68で撮影されたモアレ画像の情報が送信されてくると、前述したように、それらに基づいて少なくとも吸収画像、微分位相画像および小角散乱画像の3種類の再構成画像を再構成して生成するが、それらの少なくとも3種類の再構成画像のうち、最初に小角散乱画像IVを再構成して生成し、生成した小角散乱画像IVを表示部80a(図12参照)上に表示するように構成することが可能である。
このように構成すれば、上記のように吸収画像や微分位相画像等ではそれらを見ても撮影中に体動があったか否かを判断することは難しいが、小角散乱画像IVを表示することで、放射線技師等の操作者がたとえ経験が浅くても、表示された小角散乱画像IVを見て撮影中に体動があったか否かを容易に判断することができ、再撮影の要否を容易に判断することが可能となる。しかも、生成した吸収画像や微分位相画像よりも先に最初に小角散乱画像IVを表示することで、上記の判断を速やかに行うことが可能となり、モアレ画像の撮影後、再撮影の要否を容易かつ迅速に行うことが可能となる。また、被写体である患者は、再撮影が行われる可能性があるため、モアレ画像の撮影後も例えば上記の固定手段に身体を固定された状態が続くが、上記のように構成することで、操作者が再撮影の要否の判断を行うまでの時間が短縮され、或いは、再撮影を行う場合でもより速やかに再撮影を行うことが可能となるため、患者にかかる負担も軽減することが可能となる。
なお、撮影後、コントローラー80の表示部80a上に小角散乱画像IVをより速やかに表示するために、コントローラー80は、X線検出器68で撮影されたモアレ画像の全画素の画素値を用いて小角散乱画像IVを再構成する代わりに、X線検出器68で撮影されたモアレ画像の画素を間引いて間引きモアレ画像を作成し(モアレ画像が複数枚撮影される場合には全てのモアレ画像について同じ仕方で画素を間引いてそれぞれ間引きモアレ画像を作成し)、作成した間引きモアレ画像に基づいて、最初に小角散乱画像IV を再構成して生成して表示部80a上に表示するように構成することが可能である。このように構成すれば、撮影後、コントローラー80の表示部80a上に小角散乱画像IV をより速やかに表示することが可能となり、放射線技師等の操作者がより迅速に再撮影の要否を判断することが可能となる。なお、小角散乱画像IV の*は間引きモアレ画像から生成された小角散乱画像であることを表す。
また、上記のようにモアレ画像の間引きモアレ画像に基づく小角散乱画像IV の生成、表示処理を行うように構成する場合には、それと並行して、間引かれていない元のモアレ画像に基づく少なくとも3種類の再構成画像の生成処理を行うように構成することが可能である。このように構成すれば、放射線技師等の操作者の再撮影の要否の判断を待ってから少なくとも3種類の再構成画像の生成処理にとりかかるように構成する場合よりも、より速やかに再構成画像の生成処理を行うことが可能となり、撮影開始から再構成画像の生成が終了するまでの時間をより短縮することが可能となる。
さらに、コントローラー80は、小角散乱画像IV、IV を見た放射線技師等の操作者が再撮影が必要であると判断し、マウス等の入力手段を介して再撮影の入力があった場合には、間引かれていない元のモアレ画像の情報を廃棄し、それに基づく少なくとも3種類の再構成画像の生成処理を中止するように構成される。再撮影で新たなモアレ画像が撮影されるため、元のモアレ画像は不要になり、また、元のモアレ画像に基づく少なくとも3種類の再構成画像の生成処理も不要になるからである。
また、上記の実施形態においては、少なくとも吸収画像、微分位相画像および小角散乱画像の3種類の再構成画像を再構成して生成するものとしたが、上記のように小角散乱画像IVの再構成を優先して行い、当該小角散乱画像IVによって、体動がないと判断されると、吸収画像及び微分位相画像の再構成を行うこととしてもよい。また、小角散乱画像IV の再構成を優先して行う際には、前述した間引きモアレ画像を使用することで小角散乱画像IV の表示までの時間短縮を図ることも勿論可能である。
そして、コントローラー80は、小角散乱画像IV、IV を見た放射線技師等の操作者が再撮影の必要はないと判断した場合(すなわち例えば操作者により承認の入力がなされた場合や所定時間内に入力手段を介して再撮影の入力が行われなかった場合等)には、前述したように、生成した複数種類の診断提供用医用画像(吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等)をグループ化してまとめてコンソール90に送信する。なお、操作者の判断を待たずにグループ化した複数種類の診断提供用医用画像をコンソール90に送信し、操作者により再撮影の入力があった場合には、コントローラー80からコンソール90に、送信した複数種類の診断提供用医用画像を破棄するように指示するように構成することも可能である。
以上のように構成することにより、小角散乱画像IV、IV は、撮影中に被写体の体動があると偽像が発生するため、吸収画像や微分位相画像に比べ、撮影中に体動があったか否かを容易に判断することが可能となる。そのため、最初に小角散乱画像IV、IV を表示することで、経験豊かな放射線技師等である場合はもちろん、たとえ経験が浅い操作者であっても、表示された小角散乱画像IV、IV を見て撮影中に体動があったか否かを容易に判断することができ、再撮影の要否を容易に判断することが可能となる。そのため、生成した吸収画像や微分位相画像よりも先に最初に小角散乱画像IV、IV を表示することで、上記の判断を速やかに行うことが可能となり、モアレ画像の撮影後、再撮影の要否を容易かつ迅速に行うことが可能となる。
また、被写体である患者は、再撮影が行われる可能性があるため、モアレ画像の撮影後も例えば上記の固定手段に身体を固定された状態が続くが、上記のように構成することで、操作者が再撮影の要否の判断を行うまでの時間が短縮され、或いは、再撮影を行う場合でもより速やかに再撮影を行うことが可能となるため、患者にかかる負担も軽減することが可能となる。
なお、上記の第2の実施形態で述べたように、コンソール90で複数枚分のモアレ画像Moの画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成する処理を行うように構成する場合に、上記の構成を採用する場合には、コンソール90が、少なくとも吸収画像、微分位相画像および小角散乱画像の3種類の再構成画像のうち、最初に小角散乱画像IVを再構成して生成し、生成した小角散乱画像IVを表示部90a(図1参照)上に表示するように構成される。そして、この場合も、上記と全く同様の有益な効果を得ることが可能となる。
[タルボ撮影装置における撮影時の各処理等について]
次に、タルボ撮影装置61を用いた撮影時に行われる各処理について説明する。コントローラー80は、撮影前の、コンソール90からまだ撮影要求が送信されてきていない時点では、表示部80a(図12参照)上に例えば「オーダー受信待ち」の表示等を行って待機する。なお、オーダーとは、コンソール90からコントローラー80に撮影要求とともに送信されてくる撮影オーダー情報(図4や図5参照)を表す。
そして、コンソール90から撮影オーダー情報とともに撮影要求が送信されてくると、コントローラー80は、表示部80a上の表示を、例えば図13に示すような待機画像に遷移させる。本実施形態では、待機画面には、コントロールパネルCPが表示されるようになっており、コントロールパネルCP上で管電圧や管電流、照射時間等を設定することができるようになっている。そして、コントローラー80は、放射線技師等の操作者によりコントロールパネルCP上で管電圧等が設定されると、タルボ撮影装置61のX線源62(図8参照)に直接、或いはX線源62のジェネレーターがある場合にはそのジェネレーターにそれらの設定された管電圧等の情報を送信して設定するようになっている。
また、図13に示した待機画面では、送信されてきた撮影オーダー情報に指定されている患者に対する前回の撮影時に、図示しない固定手段で被写体である患者の手指等の関節部分を固定した際に設定した手指等の角度や手指等を牽引した距離等、すなわち前述したパラメーター等の情報が、表示欄Cに表示されるようになっている。そのため、放射線技師等の操作者は、今回の撮影時において、前回と同様のパラメーターすなわち角度や牽引距離等で患者の手指等を固定手段で固定して、前回の撮影と同じ条件で撮影を行うことが可能となる。また、図13の待機画面では、例えば前回の撮影の際に再構成されて生成された画像Ilast(例えば微分位相画像)が表示されるようになっている。
一方、前述したように、タルボ撮影装置61を立ち上げた時点でバックグラウンド撮影が行われる。そして、バックグラウンド撮影された各BGモアレ画像Mbが送信されてくると、コントローラー80はそれを図示しない記憶装置に保存する。そして、実際のX線撮影では、撮影の前に、タルボ撮影装置61の被写体台65(図8参照)上での被写体のポジショニングを確認するために、被写体が被写体台65に固定された状態でX線源62から低線量のX線が1回照射される(すなわちいわゆるプレ撮影)。
そして、例えば固定手段等で被写体である患者の手指や脚等の身体を固定して撮影を行う場合、被写体の本撮影を行う前に、固定手段等に固定された被写体の位置や角度等を適切に調整することが必要になるため、本撮影の前に、タルボ撮影装置61の被写体台65(図8参照)上に、固定手段等で固定された患者の手指や脚等を載置する。その際、例えば、放射線技師等の操作者は、上記のように画面の表示欄C(図13参照)に表示されている前回撮影時のパラメーター等の情報を参照する等して、角度や牽引する距離等を調整して上記のようにプレ撮影を行う。そして、手指等の位置や角度、牽引した距離や牽引力等を変えてさらにプレ撮影を行う。なお、以下、被写体である患者の手指や脚等の位置や角度、牽引した距離や牽引力等をまとめて被写体の撮影部位の状態という。
そして、コントローラー80は、被写体の撮影部位の状態を種々変化させてプレ撮影したモアレ画像(図示省略)に基づいて再構成画像等の画像Iを生成し、例えば図14に示すように、画面上に生成した各画像Iを表示する。また、その際、例えば図14に示すように、プレ撮影で得られた各画像I(I1〜I3)の他に、比較のために、同じ被写体(患者)の撮影部位について得られた過去の画像Ipastや、例えば同じ患者の過去の画像がない場合等には他の患者の同じ撮影部位について得られた参照画像(図示省略)を表示部80a上に表示するように構成することが可能である。このように構成すれば、プレ撮影で得られた各画像Iと、患者の関節部分等が適切に撮影された過去の画像Ipastや参照画像とを一目瞭然で比較することが可能となる。そして、それらを比較して過去の画像Ipast等に最も近い状態で撮影された画像に対応する撮影部位の状態、すなわち患者の手指や脚等の位置や角度、牽引した距離や牽引力等をまとめて被写体の撮影部位の状態になるように固定手段で被写体を固定して撮影を行うことが可能となる。そのため、過去の画像Ipast等の場合と同様に、患者の関節部分等を適切に撮影することが可能となるとともに、撮影ごとに、被写体の撮影部位の状態を同じ状態で撮影することが可能となるため、例えば時間が経つにつれて関節部分の軟骨のすり減り度合が進行しているか否かやどの程度すり減ったか等を経時的にかつ容易に観察することが可能となる。
なお、図14では、被写体の撮影部位の状態を変化させて得られた3枚の再構成画像I1〜I3と過去の画像Ipastとの計4枚の画像を2×2に表示した場合が示されている。しかし、この他にも、例えば、各画像をコマ送りのようにして表示するように構成してもよく、また、スクロールして表示するように構成することも可能であり、表示の方法は任意に構成することが可能である。
また、コントローラー80は、プレ撮影で得られた各画像Iに対して、放射線技師等の操作者が、当該画像が撮影される際の前記被写体の撮影部位の状態の情報(すなわち例えば手指等の位置や角度、牽引した距離や牽引力等の情報)を入力すると、その情報をそれぞれ対応する画像Iに対応付ける(すなわち具体的には付帯情報化する)ように構成することが可能である。そして、このように対応付けられた情報を画面上に表示するように構成すれば、放射線技師等の操作者は、上記のように各画像Iの中から適切な画像Iを選択する際に、それらの情報を確認しながら選択することが可能となり、画像Iの選択、すなわち被写体の撮影部位の状態をどのように設定するかについての選択を的確に行うことが可能となる。
さらに、プレ撮影の際に、被写体の撮影部位の状態を変えるごとに、被写体の撮影部位や固定手段の状態を図示しないカメラで撮影し、コントローラー80は、放射線技師等の操作者によりカメラで撮影された被写体の撮影部位や固定手段の状態等の画像が入力されると、それを対応する画像Iに対してそれぞれ対応付けるように構成することも可能である。このように構成すれば、上記のように、被写体の撮影部位の状態を、例えば手指等の位置や角度、牽引した距離や牽引力等の数値としての情報だけでなく、撮影されたカメラ画像の情報としても確認することが可能となるため、放射線技師等の操作者が、上記のように各画像Iの中から適切な画像Iを選択する際に、それらのカメラ画像を確認しながら選択することが可能となり、画像Iの選択、すなわち被写体の撮影部位の状態をどのように設定するかについての選択を的確に行うことが可能となる。また、このように構成すると、固定手段に対するカメラのセット位置やカメラの撮影可能領域にもよるが、撮影対象となった関節部分と患者全体との関係に基づき、撮影されたのが左右いずれの手指や脚等であったかを知ること等も可能となる。
また、コントローラー80は、上記のようにして、プレ撮影で得られた複数の画像Iの中から、一の画像Iが選択されると、選択された画像Iに対応付けられた被写体の撮影部位の状態の情報(すなわち例えば手指等の位置や角度、牽引した距離や牽引力等の情報)や被写体の撮影部位の状態のカメラ画像を表示部80a上に表示するように構成することが可能である。例えば、選択された画像Iに対応付けられた被写体の撮影部位の状態の情報を例えば前述した表示欄Cに表示したり、被写体の撮影部位の状態のカメラ画像を表示部80a上に表示するように構成すれば、放射線技師等の操作者は、それを見て、固定手段で被写体を固定する際の被写体の撮影部位の状態が、選択した被写体の撮影部位の状態になるように間違えずに設定することが可能となる。
[モアレ画像の撮影後のコントローラーでの処理について]
一方、タルボ撮影装置61でモアレ画像が撮影されて、モアレ画像の情報が送信されてくると、コントローラー80は、前述したように、それらに基づいて再構成されて生成される複数種類の診断提供用医用画像(吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等)のうち、最初に小角散乱画像IVを再構成して生成し、図12に示したように、生成した小角散乱画像IVを表示部80a上に表示する。また、前述したように、コントローラー80は、モアレ画像の画素を間引いて間引きモアレ画像を作成する場合には、作成した間引きモアレ画像に基づいて最初に再構成して生成した小角散乱画像IV を表示部80a上に表示する。
そして、小角散乱画像IV、IV を確認した放射線技師等の操作者が、それを承認する操作(例えば承認を表すボタンアイコンをクリックする等の操作)を行ったり、或いは、コントローラー80が表示部80a上に小角散乱画像IV、IV を表示した後、操作者が一定時間何の操作も行わなかった場合には小角散乱画像IV、IV が承認されたものとして、コントローラー80は、例えば図15に示すように、生成した微分位相画像IDPを表示部80a上に表示する。これは、関心領域である軟骨の描写性(視認性)に最も優れるのが微分位相画像であるからである。軟骨を含む関節部分全体が関心領域である場合には、他の再構成画像、例えば吸収画像IABを最初に表示することとしても良い。
また、小角散乱画像IV、IV により体動があったと認められても、関心領域である軟骨の描写性に優れる微分位相画像IDPでは診断可能となる場合も想定され、その際には、患者を再撮影して被曝線量を増加させるよりも、当該微分位相画像IDPをそのまま診断に提供した方が好ましい。このようなケースに対応するため、患者の撮影の終了後には、まず微分位相画像IDPの表示処理を行い、これと並行して、小角散乱画像IV、IV を使用し、公知の体動(被写体のブレ)検知方法を用いて体動の有無の自動検知を行い、体動があったと判断された場合には、表示される微分位相画像IDPの端部等に「体動有」の結果を重畳表示し、放射線技師等の操作者に、診断提供の採否をより慎重に行うよう促すことが好ましい。さらに、その結果、診断提供可と判断された場合には、関連する一連の画像群には、体動有の判断結果が付帯されることが好ましい。
なお、図15に示すように、表示部80aの下部には、生成された各種診断提供用の再構成画像のサムネールが表示され、画面中央の表示部分に拡大表示されている画像に対応するサムネール画像が枠で囲んで表示されている。そして、拡大表示される画像を切り替えるには、当該サムネール欄のうちの一の画像を指定すべくスクロールボタン操作して枠を移動指定すると、当該指定された画像が拡大表示されるようになっている。
また、コントローラー80は、例えば図16に示すような骨除去画像IA等の新たな画像を再構成して表示部80a上に表示するように構成することも可能である。以下、この骨除去画像IAについて説明する。
前述した再構成画像のうち、吸収画像は、骨等の構造を感度良く描出する。また、微分位相画像IDPは、骨はもちろんのこと、吸収画像では描出が困難な軟骨等の軟部組織を描出することができる。しかし、微分位相画像IDPにおいて、軟骨等の軟部組織と骨が重なって描出されている場合には、骨のほうが軟部組織より信号が大きいため、従来、軟部組織の信号を視認することは困難であった。例えば、手指をそのまま(すなわちその角度を調節する等せずに)撮影した場合、得られた微分位相画像IDPにおいて軟部組織と骨とが重なってしまうことが多い。そのため、従来、撮影時に関節に隙間が生じるように撮影角度の調整を行い関節の間隔が広がるようにして撮影が行われてきた。しかし、指の形には個人差があり、前記のような処置を行っても軟部組織と骨とが重なってしまう場合も存在する。
そこで、本願発明者らは、鋭意検討を行い、その結果、微分位相画像IDPと一緒に得られる吸収画像を用いて微分位相画像IDPの骨の信号を除去或いは減弱することにより、軟骨等の軟部組織と骨が重なって描出されている場合であっても軟部組織を視認可能な画像(すなわち骨除去画像IA)を生成できることを見出した。以下に概要を説明する。
いま、吸収画像をIABとする。また、上記のように微分位相画像IDPとすると、
Figure 2014167901

Figure 2014167901

のように、吸収画像IABは、X線照射方向(図8のz方向)の物理量の積分で表すことができ、微分位相画像IDPは、X線照射方向の物理量の積分の、格子構造に垂直方向(図8のy方向)への微分に比例する形で表すことができる。ここで、IAB_RAWは、タルボ干渉計或いはタルボ・ロー干渉計を用いて再構成される吸収画像IABのX線強度(対数をとっていないもの)を表す。また、μは被写体によるX線吸収係数、1−δは被写体によるX線屈折率を表す。μとδの関係は被写体により異なるため、吸収画像IABを微分したとしても微分位相画像IDPにはならないし、微分位相画像IDPを積分したとしても吸収画像IABにはならない。吸収画像IAB或いはその微分画像には骨は描出されているが軟骨等の軟部組織は描出されていないのに対して、微分位相画像IDP或いはその積分画像では骨も軟部組織も描出することができるのがその例である。ただし、吸収画像IABと微分位相画像IDPの両画像中に同じ構造が描出されているのであれば、その共通する構造部分の信号強度同士を減算することにより、共通する構造部分の信号強度が除去されて、共通する構造以外の構造のみの画像を生成することができる。即ち、微分位相画像IDPにおいて骨と軟部組織が重なっている場合であっても、吸収画像IABと微分位相画像IDPを用いて軟部組織を視認しやすい画像を得ることができる。
吸収画像IABと微分位相画像IDPを用いて、両画像に共通する構造の信号を除去(または減弱)した画像を得る手法としては、(A)吸収画像IABを加工(微分)して微分吸収画像を生成し、微分吸収画像に対し、微分位相画像IDPと微分吸収画像に共通する構造の信号強度を微分位相画像IDPに合わせるための係数を乗算して微分位相画像IDPから減算する手法、(B)微分位相画像IDPを加工(積分)して位相画像を生成し、吸収画像IABに対し、位相画像と吸収画像IABに共通する構造の信号強度を位相画像に合わせるための係数を乗算して位相画像から減算する手法、がある。(A)により骨の信号を除去または減弱して軟部組織の描出性を向上させた画像を軟部組織微分画像と呼ぶ。(B)により骨の信号を除去または減弱して軟部組織の描出性を向上させた画像を軟部組織画像と呼ぶ。骨除去画像IAとしては、AとBのいずれを用いても良い。なお、図16では、骨除去画像IAとして軟部組織微分画像の例が示されている。
以下、コントローラー80における、骨除去画像IAの1つである軟部組織微分画像を生成する軟部組織微分画像生成処理について説明する。コントローラー80は、放射線技師等の操作者による入力操作に応じて、微分位相画像IDPや吸収画像IAB等の再構成画像を生成する際に、以下に示す軟部組織微分画像生成処理を実行し、吸収画像を加工した微分吸収画像(図示省略)と微分位相画像IDP(例えば図12参照)とを合成した軟部組織微分画像を生成する。
軟部組織微分画像生成処理においては、まず、生成された吸収画像IABと微分位相画像IDPが取得される。次いで、吸収画像IABから微分吸収画像が生成される。微分吸収画像は、吸収画像を微分することにより生成することができる。すなわち、例えば、吸収画像IABにおいて、[数3]に示すように、格子構造と垂直方向(図8のy方向)の両隣の画素の差分をとって微分吸収画像を生成する手法を用いることが好ましい。
Figure 2014167901
或いは、吸収画像IABで単純に隣の画素との間で差分をとる、または、吸収画像IABに画像処理のエッジ検出に用いられるSobelフィルターのような微分フィルターをかけることとしてもよい。或いは、予め、円柱、球のような単純な被写体で微分吸収画像の信号形状が微分位相画像の信号形状と最も相関をもつ微分フィルターを設計し、そのフィルターを保持しておいて、吸収画像に適用するとしてもよい。なお、ここでは吸収画像IABを用いることとしたが、[数1]のIAB_RAWに対応する対数をとらない吸収画像IABを用いることとしてもよい。
次いで、このようにして生成した微分吸収画像に対し、微分位相画像IDPと微分吸収画像に共通して描出されている構造(解剖学的構造)のうち微分位相画像IDPから消したい構造(ここでは、骨の信号)の信号強度を微分位相画像IDPに合わせるための係数が乗算される。具体的には、微分吸収画像の各画素の画素値に対し、骨の信号の信号強度を微分位相画像IDPに合わせるための係数が乗算される。乗算される係数は、装置構成、撮影条件等を考慮して予め設定された値であってもよいし、その都度算出してもよい。その都度算出する場合は、微分位相画像IDPから微分吸収画像を減算した場合に、上述の共通の構造の信号(骨の信号)が最も消える係数を計算により求める。例えば、微分位相画像IDPと微分吸収画像において、微分位相画像IDPから減算して消したい共通の構造の信号(ここでは、骨の信号)の比を演算により求め、その比(微分位相画像IDPの骨の信号/微分吸収画像の骨の信号)を係数として算出することができる。例えば、画像全体、或いは骨の領域を関心領域に設定し、両画像における関心領域の画素値の比(例えば、関心領域内の画素値の代表値の比)を係数とすることができる。
最後に、微分位相画像IDPから、係数をかけた微分吸収画像を減算することにより、共通の構造(骨の信号)が除去又は減弱された微分位相画像IDP(すなわち軟部組織微分画像)が生成される。即ち、微分位相画像IDPの各画素の画素値から、係数を乗算した後の微分吸収画像の対応する画素の画素値を減算することにより、共通の構造(骨の信号)が除去又は減弱された微分位相画像IDP(すなわち軟部組織微分画像)が生成される。このように、軟部組織微分画像生成処理を実行することにより、軟部組織が骨に重なって撮影された場合であっても、軟部組織を視認可能な軟部組織微分画像が得られる。
なお、タルボ撮影装置61において被写体が存在する状態での撮影と被写体が存在しない状態での撮影の間で、温度や熱の影響により格子位置のわずかなずれが発生することがある。この格子位置のわずかなずれは、吸収画像IABにはほとんど影響がないが、微分位相画像IDPの面内には信号の傾き等のアーチファクトが発生する。このような場合には、微分吸収画像にかける係数を計算する際に適切な値が求められない可能性がある。この微分位相画像IDPに発生する格子位置のずれに起因するアーチファクトは画像上の2次元座標(x、y)の1次関数又は2次関数で表される関数で近似することができるため、例えば、特願2011−035593で示されているように、アーチファクト成分を最も良く再現する関数の係数を微分位相画像IDPから推定し減算することで、アーチファクト分の信号を補正することができる。よって、微分位相画像IDPを取得した後、コントローラー80は、上述のアーチファクト補正を行い、アーチファクト補正後の微分位相画像IDPと、吸収画像IABとを用いて軟部組織微分画像を生成することが好ましい。或いは、微分位相画像IDPと微分吸収画像の信号分布から被写体起因以外の信号のムラを除去した上で、軟部組織微分画像を生成することとしてもよい。
また、上記の軟部組織微分画像生成処理では、微分吸収画像に一定の係数を乗算した画像を微分位相画像IDPから減算することとしたが、例えば、関節部分を被写体とした微分位相画像IDPの場合、骨に重なっていない領域においては十分な軟部組織の信号が得られている。このような領域から微分吸収画像を減算してしまうとノイズ成分が増大し画質が劣化してしまう可能性がある。そこで、微分吸収画像における骨領域を特定し、それ以外の領域については微分吸収画像に乗算する係数を小さくすることが好ましい。このようにすれば、上述の画質の劣化を防ぐことができる。
骨領域の特定方法としては、予め例えば記憶手段に吸収画像に対応する閾値を記憶しておき、吸収画像IABの各画素値と上記の閾値とを比較し、
吸収画像IABの画素値>閾値 …(1)
を満たす領域を骨領域として特定することができる。ただし、吸収画像IABは[数1]で定義している(被写体による吸収が大きいところほど画素値が大きいと定義している)ため、骨以外の領域の画素値の上限となる閾値を設けているが、被写体による吸収が小さいほど画素値が大きいという定義とした場合には、骨以外の領域の画素値の下限となる閾値を記憶手段に記憶しておき、下限の閾値を越えた(下限の閾値より画素値が小さい)領域を骨領域として特定する。
或いは、予め記憶手段に微分吸収画像に対応する閾値を記憶しておき、微分吸収画像の各画素値の絶対値と記憶手段に記憶されている微分吸収画像の閾値とを比較し、
微分吸収画像の画素値の絶対値>閾値 …(2)
を満たす領域を骨領域として特定することができる。
また、記憶手段に小角散乱画像IVに対応する閾値を記憶しておき、小角散乱画像IVの各画素値とその閾値とを比較し、
小角散乱画像IVの画素値>閾値 …(3)
を満たす領域を骨領域として特定することとしてもよい。また、記憶手段に位相画像(すなわち上記のように微分位相画像IDPを加工(積分)して生成される画像)に対応する閾値を記憶しておき、位相画像の各画素値とその閾値とを比較し、
位相画像の画素値>閾値 …(4)
を満たす領域を骨領域として特定することとしてもよい。同様に、記憶手段に微分位相画像IDPに対応する閾値を記憶しておき、微分位相画像IDPの各画素値の絶対値と記憶手段に記憶されている微分位相画像IDPの閾値とを比較し、
微分位相画像IDPの画素値の絶対値>閾値 …(5)
を満たす領域を骨領域として特定することとしてもよい。
上記の軟部組織微分画像生成処理等の骨除去画像生成処理が終了すると、コントローラー80は、例えば微分位相画像IDPと吸収画像IABの合成画像として、上記のようにして生成した骨除去画像IA(すなわち例えば軟部組織微分画像。図16参照)を表示部80aに表示させる。そして、上述のように、例えば軟部組織微分画像は、骨と軟骨等の軟部組織の双方の信号が描出されている微分位相画像IDPから骨の信号が減弱または除去された画像であるので、軟部組織微分画像を表示することで、骨と軟部組織が重なって撮影された場合であっても、医師が軟部組織の信号を視認することが可能となる。
なお、上記の軟部組織微分画像生成処理等の骨除去画像生成処理では、微分位相画像IDPと微分吸収画像の寄与度をコントローラー80上の操作に応じて変更するために、例えばコントロールパネルCP(図16参照)上にボタンやスライドバー等のGUIが表示される。骨領域における両画像の寄与度と骨領域以外の領域における両画像の寄与度を別個に変更可能なGUIを表示することとしてもよい。そして、コントロールパネルCPの操作により寄与度の変更が指示されると、コントローラー80は、コントロールパネルCPにより指示された寄与度に応じた係数を算出して微分吸収画像に乗算し、これを微分位相画像IDPから減算して寄与度を変更した合成画像(すなわち軟部組織微分画像)を表示する。このように、医師が手動で微分位相画像IDPと微分吸収画像の寄与度を自由に変えられるようにすることで、例えば、微分吸収画像に乗算する係数を小さくして骨と軟部組織の両方が描出されるようにして軟部組織の位置を確認したり、逆に係数を大きくして軟部の描出性が向上するように調整したりすることが可能となるので、軟部組織の診断が容易となる。
[画像を回転させて表示することについて]
以下、コントローラー80の表示部80a上に小角散乱画像IV、IV 等を含む画像一般を表示する場合の処理について説明する。例えば図12では、手指の関節部分を、骨の向き(すなわち骨の延在方向)が画像中で横向きになる状態で表示する場合が記載されている。これは、被写体である患者の手指をタルボ撮影装置61のX線源62側(図8参照)から見た場合(すなわち装置の上側から下方を見た場合)に、患者の手指がタルボ撮影装置61の被写体台65上に図17Aに示すように固定された状態で撮影されたことを意味する。すなわち、図17Aに示すように、タルボ撮影装置61の支柱70等が配置されている側を奥側とするとき、タルボ撮影装置61に向かって左側に着座した患者(図示省略)が被写体台65上に手を伸ばした状態で手指の撮影が行われたことを表している。なお、図17A、図17Bでは固定手段等の図示が省略されている。また、図17A、図17Bでは患者の左手の手指等を撮影する場合を示したが、右手の手指等を撮影する場合も同様である。
しかし、図17Bに示すように、図示しない患者がタルボ撮影装置61に向かって右側に着座し、被写体台65上に手を伸ばした状態で手指の撮影が行われた場合には、画像上の関節部分の向き(延在方向)が逆になる。すなわち、図17Aの状態では患者の指先は右側を向く状態で撮影されるが、図17Bの状態では患者の指先は左側を向く状態で撮影される。また、例えば患者の膝の関節部分等の撮影を行う場合も、患者がタルボ撮影装置61に向かって左側に着座して被写体台65上に脚を伸ばした状態で撮影を行う場合と、患者がタルボ撮影装置61に向かって右側に着座して被写体台65上に脚を伸ばした状態で撮影を行う場合とでは、画像中の関節部分の向きが逆になる。そして、このように、画像によって関節部分の向きが逆になったりならなかったりすると、医師等がそれを見て診断する際に手指や脚の左右を取り違える等の支障をきたす虞れがある。
そこで、例えば、被写体が患者の手指の場合には指先が画像の上側を向く状態に、また、被写体が患者の脚の場合には脚先が画像の下側を向く状態に、画像を90°或いは270°等回転させて表示するように構成することが可能である。このように構成すれば、医師等は、常に同じ方向を向く状態で撮影された手指や脚等の関節部分を見て診断することになり、支障をきたさずに診断を行うことが可能となる。
なお、この場合、例えば病院等の施設で、予め、患者がタルボ撮影装置61に向かって左側に着座する等して撮影を行うか(図17Aの場合)、向かって右側に着座する等して撮影を行うか(図17Bの場合)を定めておけば、コントローラー80は、画像を90°或いは270°回転させて表示すればよくなり処理が簡単になる。また、例えば、患者をタルボ撮影装置61に向かってどちら側に着座させて撮影を行うか等が放射線技師等の操作者の判断に任せられる等して、患者を着座させる等する位置が予め決められていないような場合には、例えば、コントローラー80が、再構成して生成した再構成画像に対する画像解析を行い、画像を90°回転させるか270°回転させるかを判断して表示するように構成することも可能である。
また、タルボ撮影装置61を、デフォルトの状態では、上記の状態、すなわち例えば被写体が患者の手指の場合には指先が画像の上側を向く状態に、また、被写体が患者の脚の場合には脚先が画像の下側を向く状態に、画像を自動的に回転させて表示するが、放射線技師等の操作者の設定により、装置により画像の自動的な回転表示を行わないように構成することも可能である。さらに、タルボ撮影装置61、すなわちタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いたX線撮影装置やフーリエ変換方式を用いたX線撮影装置では、上記のように、従来同様の吸収画像IABの他に、微分位相画像IDPや小角散乱画像IV、或いはこれらの再構成画像を合成した画像が生成可能である。
そして、本願出願人は、タルボ撮影装置61では、このうちの微分位相画像IDPをコントローラー80の表示部80a上に表示する場合、図17Aに示したように被写体台65上に手指等を載置した場合(以下、患者がタルボ撮影装置61に向かって左側に着座する等して被写体台65上に手指や脚等を伸ばして撮影を行うという意味で、この場合をLという。)と、図17Bに示したように手指等を載置した場合(以下、同様にこの場合をRという。)とで、微分方向が異なるため、生成される微分位相画像IDPでは、図17Aの場合と図17Bの場合とで白黒が反転してしまう(すなわち各画素の信号値が白黒逆になってしまう)という知見を得た。
そこで、例えば、上記の実施形態において、上記の知見に基づき、例えばL方向の撮影の場合には信号反転して、R方向の撮影画像に合わせる(或いはR方向の撮影の場合に信号反転してL方向の撮影画像に合わせる)ようにコントローラー80で画像処理するように構成することが可能である。その際、LとRのいずれを標準にするかについては、例えば施設ごとに決めることが可能である。
また、換言すれば、上記の知見に基づけば、微分位相画像IDPにおける信号の状況(すなわち白黒が正常であるか白黒が反転しているか)に基づいて、L方向の撮影(例えば図17A参照)であるか、或いは、R方向撮影(例えば図17B参照)であるかを判別することが可能となり、撮影部位の左右(すなわち例えば右手の手指(右脚)であるか左手の手指(左脚)であるか等)の判別も可能になるというメリットもある。そのため、コントローラー80でそのような判別を行うように構成することも可能である。
なお、この点は、特開2012−78350号公報等に記載されている、明部が格子中に二次元状に設けられている格子(以下、2次元格子という。)とフーリエ変換方式を用いたタルボ撮影装置でも同様である。上記の本実施形態のように、第1格子66や第2格子67(図8参照)のように、スリット(図9参照)が設けられた1次元格子の場合は、図17Aや図17Bに示したように、患者がタルボ撮影装置61の左側(L方向)或いは右側(R方向)から被写体台65上に手指等を載置して撮影が行われるが、2次元格子の場合は、例えば図18A、図18B、図18Cに示すように、被写体台65上に手指等を種々の方向から載置して撮影を行うことができる。なお、図18A〜図18Cは、2次元格子の場合には、手指等を種々の方向から被写体台65上に載置することが可能であることを表すものであり、被写体台65上に同時に2人の患者の手指等や1人の患者の両手の手指等を載置することを意味するものではない。すなわち、例えば図18Aは、図17Aや図17Bに示した場合を1つの図に表したものである。
そして、2次元格子を用いた場合も、上記と同様にして、例えばL方向の撮影の場合に信号反転してR方向の撮影画像に合わせるように(或いはその逆)コントローラー80で画像処理するように構成したり、或いは、撮影部位の左右の判別を行うように構成することが可能である。ただし、2次元格子を用いる場合、信号反転の視認性の良否に差が生じる。すなわち、例えば図18A〜図18Cの場合、図18Aの場合が信号反転の視認性が最も良く、図18B、図18Cの順に信号反転の視認性が悪くなる。撮影部位の左右の判別は、患者の手指や脚等の病変部の治療や施術にとって重要な情報であるから、取り違えが生じることを防止すべきであり、例えば上記の固定手段等のセット位置等の検知情報や白黒反転の有無の画像解析情報等を併用して、信号反転の視認性の精度を向上させることとしてもよい。
なお、本発明が上記の各実施形態や変形例等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
放射線画像撮影を行う分野(特に医療分野)において利用可能性がある。
1 FPD(X線撮影装置)
7 変換素子
50 第一撮影系
52 X線源
60 第二撮影系
62 X線源
63 マルチスリット(複数の格子)
66 第1格子(複数の格子)
67 第2格子(複数の格子)
68 X線検出器
80 コントローラー
80a 表示部
90 コンソール
90a 表示部
100 診断提供用医用画像システム
AB 吸収画像(複数種類の診断提供用医用画像)
DP 微分位相画像(複数種類の診断提供用医用画像)
V、IV 小角散乱画像(複数種類の診断提供用医用画像)
p 診断提供用医用画像
Ra、Ra1〜Ra3 撮影室
前記の問題を解決するために、本発明の診断提供用医用画像システムは、
X線を照射するX線源と、前記X線源から照射され被写体を透過したX線を画像信号として読み取るX線撮影装置とを備え、前記X線源から被写体を介して前記X線撮影装置にX線を一回照射して前記X線撮影装置で一枚分の前記画像信号を読み取る第一撮影系と、
前記第一撮影系から前記一枚分の画像信号を取得すると、取得した前記一枚分の画像信号に基づいて一枚の診断提供用医用画像を生成して、生成した前記一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるコンソールと、
線源と、複数の格子と、前記X線源から照射され被写体および前記複数の格子を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るX線検出器とを備え、前記X線源から被写体および前記複数の格子を介して前記X線検出器にX線を複数回照射して前記X線検出器で複数枚分の前記画像信号を読み取る第二撮影系と、
前記第二撮影系で読み取られた前記複数枚分の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成するコントローラーと、
を備え、
前記コントローラーは、生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をグループ化して前記コンソールに送信し、
前記コンソールは、前記第一撮影系で撮影された前記一枚の診断提供用医用画像の一の撮影オーダー情報への対応付けと同じ対応付けの仕方で、前記コントローラーから送信されたグループ化された前記複数種類の診断提供用医用画像をそれらに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けることを特徴とする。
また、本発明の一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入する方法は、
X線を照射するX線源と、前記X線源から照射され被写体を透過したX線を画像信号として読み取るX線撮影装置と、前記X線撮影装置から取得した一枚分の画像信号に基づいて生成した一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるコンソールとを備え、前記X線源から被写体を介して前記X線撮影装置にX線を一回照射して前記X線撮影装置で一枚分の前記画像信号を読み取る一般撮影用の診断提供用医用画像システムに、タルボ撮影装置系を導入する方法であって、
前記タルボ撮影装置系として、X線源と、複数の格子と、前記X線源から照射され被写体および前記複数の格子を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るX線検出器とを備え、前記X線源から被写体および前記複数の格子を介して前記X線検出器にX線を一回照射して前記X線検出器で一枚分の前記画像信号を読み取る前記タルボ撮影装置系を導入し、
前記コンソールに、前記タルボ撮影装置系から前記一枚分の画像信号を受信した場合には、当該一枚分の画像信号に基づいて複数種類の医用画像を再構成して生成し、生成した前記複数種類の医用画像をグループ化した上で、それに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるように動作させることを特徴とする。
さらに、本発明の一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入する方法は、
X線を照射するX線源と、前記X線源から照射され被写体を透過したX線を画像信号として読み取るX線撮影装置と、前記X線撮影装置から取得した一枚分の画像信号に基づいて生成した一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるコンソールとを備え、前記X線源から被写体を介して前記X線撮影装置にX線を一回照射して前記X線撮影装置で一枚分の前記画像信号を読み取る一般撮影用の診断提供用医用画像システムに、タルボ撮影装置系を導入する方法であって、
前記タルボ撮影装置系として、X線源と、複数の格子と、前記X線源から照射され被写体および前記複数の格子を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るX線検出器とを備え、前記X線源から被写体および前記複数の格子を介して前記X線検出器にX線を一回照射して前記X線検出器で一枚分の前記画像信号を読み取る前記タルボ撮影装置系を導入し、
前記タルボ撮影装置系から前記一枚分の画像信号を受信した場合には、当該一枚分の画像信号に基づいて複数種類の医用画像を再構成して生成するコントローラーを備え、
前記コントローラーは、生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をグループ化して前記コンソールに送信し、
前記コンソールは、前記コントローラーから送信されたグループ化された前記複数種類の診断提供用医用画像を、それに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるように動作させることを特徴とする。

Claims (14)

  1. X線を照射するX線源と、前記X線源から照射され被写体を透過したX線を画像信号として読み取るX線撮影装置とを備え、前記X線源から被写体を介して前記X線撮影装置にX線を一回照射して前記X線撮影装置で一枚分の前記画像信号を読み取る第一撮影系と、
    前記第一撮影系から前記一枚分の画像信号を取得すると、取得した前記一枚分の画像信号に基づいて一枚の診断提供用医用画像を生成して、生成した前記一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるコンソールと、
    前記X線源と、複数の格子と、前記X線源から照射され被写体および前記複数の格子を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るX線検出器とを備え、前記X線源から被写体および前記複数の格子を介して前記X線検出器にX線を複数回照射して前記X線検出器で複数枚分の前記画像信号を読み取る第二撮影系と、
    前記第二撮影系で読み取られた前記複数枚分の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成するコントローラーと、
    を備え、
    前記コントローラーは、生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をグループ化して前記コンソールに送信し、
    前記コンソールは、前記第一撮影系で撮影された前記一枚の診断提供用医用画像の一の撮影オーダー情報への対応付けと同じ対応付けの仕方で、前記コントローラーから送信されたグループ化された前記複数種類の診断提供用医用画像をそれらに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けることを特徴とする診断提供用医用画像システム。
  2. 前記コンソールは、
    前記第一撮影系と前記第二撮影系のいずれかを選択する選択手段を備え、
    前記第一撮影系が選択された場合には、前記第一撮影系から前記一枚分の画像信号を取得した時点で、当該一枚分の画像信号に基づいて前記一枚の診断提供用医用画像を生成して、対応する前記一の撮影オーダー情報に対応付け、
    前記第二撮影系が選択された場合には、前記コントローラーからグループ化された前記複数種類の診断提供用医用画像が送信されてきた時点で、当該グループ化された複数種類の診断提供用医用画像を一括して前記一の撮影オーダー情報に対応付けることを特徴とする請求項1に記載の診断提供用医用画像システム。
  3. 単数または複数の撮影室を備え、
    前記コントローラーは、前記第二撮影系が設置された撮影室にそれぞれ設置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の診断提供用医用画像システム。
  4. 前記コントローラーは、
    携帯端末で構成されており、
    前記第二撮影系から前記複数枚分の画像信号を無線方式で受信すると、当該複数枚分の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を生成し、生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をグループ化して前記コンソールに無線方式で送信することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の診断提供用医用画像システム。
  5. 前記コントローラーは、
    前記第二撮影系で読み取られた前記複数枚分の画像信号に基づいて、前記複数種類の診断提供用医用画像を、少なくとも通常の階調で生成する通常モードとより多階調で生成する詳細モードとの二種類のモードでそれぞれ再構成して生成し、
    少なくとも前記通常モードで生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をグループ化して前記コンソールに送信することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の診断提供用医用画像システム。
  6. 前記詳細モードで生成された前記複数種類の診断提供用医用画像も、グループ化されて前記コントローラーから前記コンソールに送信されることを特徴とする請求項5に記載の診断提供用医用画像システム。
  7. 前記詳細モードで生成された前記複数種類の診断提供用医用画像は、所定の記憶媒体に出力されることを特徴とする請求項5に記載の診断提供用医用画像システム。
  8. 前記コントローラーが、前記第二撮影系で読み取られた前記複数枚分の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成し、生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をグループ化して前記コンソールに送信し、前記コンソールが、前記第一撮影系で撮影された前記一枚の診断提供用医用画像の一の撮影オーダー情報への対応付けと同じ対応付けの仕方で、前記コントローラーから送信されたグループ化された前記複数種類の診断提供用医用画像をそれらに対応する一の撮影オーダー情報に対応付ける代わりに、
    前記コントローラーは、前記第二撮影系で読み取られた前記複数枚分の画像信号をグループ化してコンソールに送信し、
    前記コンソールは、前記第一撮影系から前記一枚分の画像信号を取得すると、取得した前記一枚分の画像信号に基づいて一枚の診断提供用医用画像を生成し、生成した前記診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるとともに、前記コントローラーからグループ化された前記複数枚分の画像信号を受信すると、当該複数枚分の画像信号に基づいて複数種類の診断提供用医用画像を再構成して生成し、生成した前記複数種類の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けることを特徴とする請求項1に記載の診断提供用医用画像システム。
  9. 前記コントローラーは、前記第二撮影系で被写体が存在しない状態で前記X線源からX線を照射させて行われたバックグラウンド撮影で撮影されたバックグラウンド用の複数枚分の画像信号もグループ化して前記コンソールに送信することを特徴とする請求項8に記載の診断提供用医用画像システム。
  10. 前記コントローラーまたは前記コンソールは、前記複数種類の診断提供用医用画像のうち、最初に小角散乱画像を表示部上に表示することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の診断提供用医用画像システム。
  11. 前記コントローラーまたは前記コンソールは、前記第二撮影系で読み取られた前記複数枚分の画像信号の画素を間引いて間引きモアレ画像を作成し、作成した前記間引きモアレ画像に基づいて、最初に前記小角散乱画像を再構成して生成することを特徴とする請求項10に記載の診断提供用医用画像システム。
  12. 前記コントローラーまたは前記コンソールは、前記間引きモアレ画像に基づく前記小角散乱画像の生成処理、および表示処理と並行して、間引かれていない前記複数枚分の画像信号に基づく前記複数種類の診断提供用医用画像の生成処理を行うことを特徴とする請求項11に記載の診断提供用医用画像システム。
  13. 前記コントローラーまたは前記コンソールは、再撮影の入力があった場合には、前記間引かれていない複数枚分の画像信号に基づく前記複数種類の診断提供用医用画像の生成処理を中止することを特徴とする請求項12に記載の診断提供用医用画像システム。
  14. X線を照射するX線源と、前記X線源から照射され被写体を透過したX線を画像信号として読み取るX線撮影装置と、前記第一撮影系から取得した前記一枚分の画像信号に基づいて生成した一枚の診断提供用医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるコンソールとを備え、前記X線源から被写体を介して前記X線撮影装置にX線を一回照射して前記X線撮影装置で一枚分の前記画像信号を読み取る一般撮影用の診断提供用医用画像システムに、タルボ撮影装置系を導入する方法であって、
    前記タルボ撮影装置系として、前記X線源と、複数の格子と、前記X線源から照射され被写体および前記複数の格子を透過したX線に応じて電気信号を発生させる変換素子が二次元状に配置され、前記変換素子で発生した電気信号を画像信号として読み取るX線検出器とを備え、前記X線源から被写体および前記複数の格子を介して前記X線検出器にX線を一回照射して前記X線検出器で一枚分の前記画像信号を読み取る前記タルボ撮影装置系を導入し、
    前記コンソールに、前記タルボ撮影装置系から前記一枚分の画像信号を受信した場合には、当該一枚分の画像信号に基づいて複数種類の医用画像を再構成して生成し、生成した前記複数種類の医用画像をそれに対応する一の撮影オーダー情報に対応付けるように動作させることを特徴とする一般撮影用の診断提供用医用画像システムにタルボ撮影装置系を導入する方法。
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