JP2003249398A - Dynamic x-ray photographing method and controller for photographing dynamic x-ray image - Google Patents
Dynamic x-ray photographing method and controller for photographing dynamic x-ray imageInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用にダイナミ
ック画像（動画）を生成する為に用いられるＸ線撮影シ
ステム及び方法に関し、特に、肺や横隔膜等の組織の動
きを検査するために、胸部のダイナミックＸ線画像を生
成する為に用いられるＸ線撮影システム及び方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray imaging system and method used for generating a dynamic image (moving image) for medical use, and more particularly, for examining the movement of tissues such as lungs and diaphragms. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an X-ray imaging system and method used for generating a dynamic X-ray image of a chest.
【０００２】[0002]
【従来の技術】医療分野でダイナミック画像の生成に用
いられる、最も普及している検出器は、イメージインテ
シファイアである。これらは真空管であって、その内部
でＸ線が電子に変換され、変換された電子は蛍光スクリ
ーンに向けて加速され、蛍光スクリーン上で可視光子に
変換されて可視画像が生成される。この画像は、ＣＣＤ
（charge-coupled device）カメラなどの２次元検出器
により検出される。イメージインテシファイアの結像領
域は円形であり、最大で直径１６インチ（４０ｃｍ）の
ものが現在入手可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION The most prevalent detector used in the medical field for generating dynamic images is the image integrator. These are vacuum tubes, inside which X-rays are converted into electrons, the converted electrons are accelerated towards a phosphor screen and converted into visible photons on the phosphor screen to produce a visible image. This image is a CCD
(Charge-coupled device) Detected by a two-dimensional detector such as a camera. The imaging area of the image intensifier is circular, with diameters up to 16 inches (40 cm) currently available.
【０００３】しかし、イメージインテシファイアの結像
領域は円形であるために、患者によっては胸部の重要な
部分が結像領域内に完全に収まらず、部分的に撮影され
ない可能性がある。例えば、横隔膜と肺の領域全体を１
枚の画像に納めることができないことがある。これらの
組織の動きは、共に、診断用として有用な情報を提供す
るため、これらの組織を両方とも撮影できなければ、診
断用情報が欠落してしまう。更に、イメージインテンシ
ファイアにより生成される画像は、空間解像度が悪く、
歪んでいる。また、イメージインテンシファイア自体の
サイズは大きく、検出器の設置が難しい。However, since the image forming area of the image integrator is circular, an important part of the chest may not be completely included in the image forming area and may not be partially imaged depending on the patient. For example, the entire diaphragm and lung area
It may not be possible to fit in one image. Since the movements of these tissues together provide useful information for diagnosis, diagnostic information is lost unless both of these tissues can be imaged. Furthermore, the image generated by the image intensifier has poor spatial resolution,
It is distorted. Also, the size of the image intensifier itself is large, and it is difficult to install the detector.
【０００４】また、ダイナミックＸ線画像を生成可能な
別の検出器は、アモルファスシリコン画素(pixilated)
構造に基づいており、後でシリコン構造内で検出される
ように入射Ｘ線を光に変換する蛍光層か、またはシリコ
ン構造により検出される電荷に入射Ｘ線を直接変換する
フォトコンダクター素材のいずれかを用いる。これらの
検出器には長方形のものがあり、イメージインテンシフ
ァイアよりもダイナミック胸部撮影に適している。ま
た、胸部全体を撮影する為により大きいサイズのものが
存在する。Another detector capable of producing a dynamic X-ray image is an amorphous silicon pixel (pixilated).
Either a fluorescent layer that is structure-based and converts incident X-rays into light for later detection in a silicon structure, or a photoconductor material that directly converts incident X-rays into a charge that is detected by the silicon structure. Use or. Some of these detectors are rectangular and are better suited for dynamic chest imaging than image intensifiers. Also, there are larger sizes to capture the entire chest.
【０００５】Ｘ線透視撮影では、イメージインテシファ
イア又は分離型放射線検出器からのフィードバックによ
りＸ線管電圧及び管電流を制御する。イメージインテン
シファイアの場合、カメラから出力されるビデオ信号が
Ｘ線管の制御回路への入力として使用される。制御回路
はこのビデオ信号を使って平均信号を決定し、平均信号
が予め設定されたベースレベルからの変化するのを補償
するようにＸ線管電圧又は電流を調整する。このフィー
ドバックは、様々な方式のものが知られている。例え
ば、制御回路は、Ｘ線の強度が患者により減衰すること
無く、Ｘ線が入射したイメージインテンシファイアの領
域に対応する画像中、非常に明るい領域を除去する。別
の例では、制御回路は、Ｘ線が入射しなかった画像領域
の影響を除去する。更に別の例では、制御回路はハイパ
スフィルタを有し、患者を通過する際に散乱したＸ線の
影響と、イメージインテンシファイアにおける可視光の
散乱による影響とを排除する。この例は、散乱Ｘ線又は
可視光線が平均信号レベルを引き上げてしまうというこ
とと、Ｘ線管にフィードバックする前にこれらの影響を
取り除く必要があるという原則に基づいている。上記例
では、フィードバックは単純に平均信号に基づいてお
り、Ｘ線管電圧及び管電流は、予め設定された制約内で
このレベルを一定に保つように制御される。In X-ray fluoroscopy, the X-ray tube voltage and tube current are controlled by feedback from an image integrator or a separate radiation detector. In the case of an image intensifier, the video signal output from the camera is used as an input to the control circuit of the X-ray tube. The control circuit uses this video signal to determine an average signal and adjusts the x-ray tube voltage or current to compensate for the average signal changing from a preset base level. Various types of this feedback are known. For example, the control circuitry removes very bright areas in the image that correspond to the areas of the image intensifier where the X-rays are incident, without the intensity of the X-rays being attenuated by the patient. In another example, the control circuitry removes the effect of image areas where no X-rays were incident. In yet another example, the control circuit includes a high pass filter to eliminate the effects of scattered X-rays as they pass through the patient and the effects of visible light scattering at the image intensifier. This example is based on the principle that scattered x-rays or visible light raises the average signal level and that these effects need to be removed before being fed back to the x-ray tube. In the above example, the feedback is simply based on the average signal and the x-ray tube voltage and tube current are controlled to keep this level constant within preset constraints.
【０００６】ところで、胸部ダイナミック撮影では、患
者が息を吸ったり吐いたりする時に肺が動く様子を、様
々な病気、特に、肺関係の病気の診断に利用することが
できる。患者のこの動きは周期的であり、周期において
異なる位相での動きは異なる診断情報を有する。そうし
て得られる診断情報は、ある位相での動きが他の位相で
の動きに比べて重要な場合がある。このように、画像の
診断情報は呼吸サイクルの位相に密接に関係する。[0006] By the way, in the dynamic chest imaging, the movement of the lungs when the patient inhales and exhales can be used for diagnosis of various diseases, particularly lung-related diseases. This movement of the patient is cyclical and movements at different phases in the cycle have different diagnostic information. The diagnostic information thus obtained may be more important for movement in one phase than movement in another phase. Thus, the diagnostic information in the image is closely related to the phase of the respiratory cycle.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、現在
のＸ線透視システムでは、フィードバックは平均信号に
基づいて行われており、呼吸サイクルの現在の位相に基
づくものではない。平均信号は、呼吸サイクルの間に大
きく変化することは無いので、現在のシステムではＸ線
管電圧及び管電流が呼吸サイクルの間に変化することは
あまり無い。ある特別な状況で平均信号が代わった場合
に、システムは管電圧又は管電流のいずれかを自動的に
調整する。このように、呼吸サイクルの間、管電圧及び
管電流が変化しないことも、検出された平均信号に基づ
いて自動変更することも、いずれも好ましくない影響を
及ぼす。As mentioned above, in current fluoroscopy systems, the feedback is based on the average signal, not the current phase of the respiratory cycle. Since the average signal does not change significantly during the breathing cycle, x-ray tube voltage and tube current rarely change during the breathing cycle in current systems. The system automatically adjusts either the tube voltage or the tube current if the average signal changes in certain special circumstances. In this way, neither the tube voltage and the tube current change during the breathing cycle nor the automatic change based on the detected average signal have an unfavorable effect.
【０００８】もし、Ｘ線管のパラメータ（管電圧、感電
流）が変わらなければ、呼吸サイクルの全ての位相で同
じ露出を用いて患者を撮影することになり、診断する上
であまり重要ではない位相でも、重要な位相と同じよう
に照射されてしまう。これは、必要以上に多く患者を照
射してしまったり、診断上有用な情報が欠落してしまっ
たり、これら両方が起きてしまったりする。Ｘ線管パラ
メータが呼吸サイクルの途中で検出された平均信号に応
じて変化する場合はさらに状況が悪くなることもあり、
例えば、診断上最も不要な呼吸サイクルの位相におい
て、最も重要な呼吸サイクルの位相の時よりも多く患者
を照射してしまうこともある。この場合も、必要以上に
多く患者を照射してしまったり、診断上有用な情報が欠
落してしまったり、これら両方が起きてしまったりす
る。If the parameters of the X-ray tube (tube voltage, sensitive current) do not change, the patient will be imaged with the same exposure in all phases of the respiratory cycle, which is not very important for diagnosis. Even in the phase, it is illuminated in the same way as the important phase. This may result in irradiation of more patients than is necessary, lack of diagnostically useful information, or both. The situation may be worse if the x-ray tube parameters change in response to the average signal detected during the respiratory cycle,
For example, the phase of the respiratory cycle that is most diagnostically unnecessary may irradiate the patient more than during the most important phase of the respiratory cycle. In this case, too, the patient is irradiated with more radiation than necessary, information useful for diagnosis is missing, or both of them occur.
【０００９】また、胸部領域全体よりも小さい領域を撮
像すると診断情報が欠落することがあるので、胸部領域
全体を撮影する必要がある。Further, if the image of a region smaller than the entire chest region is taken, the diagnostic information may be lost, so it is necessary to take an image of the entire chest region.
【００１０】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
であり、必要な画像を最適な露出条件で確実に取得し、
患者へのＸ線照射量を最低限に押さえつつ、診断に必要
な情報量を最大にすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and reliably acquires a necessary image under an optimum exposure condition,
The object is to maximize the amount of information necessary for diagnosis while suppressing the amount of X-ray irradiation to the patient to the minimum.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のダイナミックＸ線画像撮影方法は、被検者
の呼吸サイクルにおける現在の位相を検出する検出工程
と、前記現在の位相に応じて、Ｘ線源を制御する制御工
程とを有する。In order to achieve the above object, a dynamic X-ray imaging method according to the present invention comprises a detection step of detecting a current phase in a breathing cycle of a subject, and a step of detecting the current phase. And a control step of controlling the X-ray source.
【００１２】また、Ｘ線源と、当該Ｘ線源から照射され
るＸ線を受けてその強度に応じて電気信号を出力する撮
像手段とを有するＸ線画像撮影装置によりダイナミック
Ｘ線画像撮影を行うための本発明の制御装置は、被検者
の呼吸サイクルにおける現在の位相を検出する検出手段
と、前記現在の位相に応じて、前記Ｘ線源を制御する制
御手段とを有する。Dynamic X-ray image capturing is performed by an X-ray image capturing device having an X-ray source and an image pickup means for receiving an X-ray emitted from the X-ray source and outputting an electric signal according to the intensity thereof. The control device of the present invention for carrying out the invention has a detection means for detecting the current phase in the breathing cycle of the subject, and a control means for controlling the X-ray source according to the current phase.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【００１４】＜第１の実施形態＞本発明の第１の実施形
態におけるＸ線撮像システムの構成例を図１に示す。図
１において、１はＣＣＤカメラであり、呼吸サイクル検
出器として用いられる。２は駆動・キャプチャ回路、３
は呼吸サイクル位置検出部であり、ＣＣＤカメラ１と直
列に接続されている。これらの構成により呼吸サイクル
における現在位置の情報を連続的に取得して後述するメ
インメモリ１２に渡す。<First Embodiment> FIG. 1 shows an example of the arrangement of an X-ray imaging system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a CCD camera, which is used as a respiratory cycle detector. 2 is a drive / capture circuit, 3
Is a breathing cycle position detector, which is connected in series with the CCD camera 1. With these configurations, information on the current position in the breathing cycle is continuously acquired and passed to the main memory 12 described later.
【００１５】また、５はＸ線管、４は後述するＣＰＵ１
１からの信号に応じてＸ線管５によるＸ線照射を制御す
るＸ線管制御部、６はＸ線管５から照射されるＸ線照射
領域、７は撮影対象である患者、８は散乱防止グリッ
ド、９はＸ線の強度に応じて電気信号を出力するＸ線セ
ンサ、１０はＸ線センサ９を駆動することにより、Ｘ線
センサ９から得られる電気信号を取得するセンサ制御
部、１１はシステム全体を制御するＣＰＵ、１２はメイ
ンメモリ、１３は操作パネル、１４は表示部である。Reference numeral 5 is an X-ray tube, and 4 is a CPU 1 described later.
An X-ray tube control unit that controls X-ray irradiation by the X-ray tube 5 according to the signal from 1, 6 is an X-ray irradiation region irradiated from the X-ray tube 5, 7 is a patient to be imaged, and 8 is scatter Prevention grid, 9 is an X-ray sensor that outputs an electric signal according to the intensity of the X-ray, and 10 is a sensor control unit that drives the X-ray sensor 9 to obtain an electric signal obtained from the X-ray sensor 9, 11 Is a CPU that controls the entire system, 12 is a main memory, 13 is an operation panel, and 14 is a display unit.
【００１６】次に、第１の実施形態における上記構成を
有するＸ線撮像システムのＸ線撮影動作について、図２
のフローチャートを参照して説明する。Next, the X-ray imaging operation of the X-ray imaging system having the above configuration in the first embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart in FIG.
【００１７】撮像処理が開始されると、例えばユーザー
指示により撮影が終了するまで、以下に説明するステッ
プＳ１〜Ｓ６のループを続けて繰り返す。When the image pickup process is started, the loop of steps S1 to S6 described below is continuously repeated until the image pickup is finished by a user's instruction.
【００１８】まずステップＳ１でダイナミック撮影の最
初の画像を撮影し、ステップＳ２で予め設定された注目
領域の平均信号レベルを算出する。なおこの注目領域
は、例えば画像の中心部における画素領域など、適宜設
定することができる。また、別のセンサからの信号レベ
ルに基づいて平均信号レベルを算出しても良い。First, in step S1, the first image of dynamic photographing is photographed, and in step S2, the average signal level of the preset attention area is calculated. The attention area can be set as appropriate, for example, a pixel area in the central portion of the image. Further, the average signal level may be calculated based on the signal level from another sensor.
【００１９】次にステップＳ３で、呼吸サイクルにおけ
る現在の位相（以下、「現在位相」と呼ぶ。）を検出す
る。この現在位相検出は、様々な方法を用いて行うこと
ができる。例えば、患者胸部の動きを呼吸モニタベルト
や光学カメラを用いて検出したり、規則型による気流の
検出、胸部インピーダンスの変化の検出、胸部Ｘ線画像
のリアルタイム評価などが挙げられる。しかし、本発明
は現在位相の検出方法により制限されるものではない。Next, in step S3, the current phase in the respiratory cycle (hereinafter referred to as "current phase") is detected. This current phase detection can be performed using various methods. For example, the movement of the patient's chest can be detected using a respiratory monitor belt or an optical camera, regular airflow detection, chest impedance change detection, and real-time evaluation of chest X-ray images. However, the present invention is not currently limited by the phase detection method.
【００２０】次に、ステップＳ４において、現在位相を
ルックアップテーブルのＸ線管パラメータと比較する。Next, in step S4, the current phase is compared with the X-ray tube parameters in the look-up table.
【００２１】本発明の第１の実施形態における、呼吸サ
イクルにおける位相とＸ線管電流と管電圧との関係を図
３に示す。図３に示す例では、Ｘ線透視撮影システムは
吸息及び呼息の最後を除いて、呼吸サイクルの全ての位
相において管電圧８０ｋＶで画像の撮影を行う。図３
（ｂ）に示すように、吸息及び呼息の最後では、短時間
の間、管電圧を１２０ｋｖに上げる。また、図３（ｃ）
に示す管電流は管電流乗数として表現されている。図３
に示す関係は、各呼吸サイクルにおいて２回ずつＸ線撮
影を行うことと等しい。図３（ｂ）及び（ｃ）に示す管
電圧及び管電流乗数を、呼吸サイクルの各位相に対する
ルックアップテーブルとしてメインメモリ１２に予め保
持しておく。FIG. 3 shows the relationship between the phase, the X-ray tube current and the tube voltage in the respiratory cycle in the first embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 3, the fluoroscopy system captures images at a tube voltage of 80 kV during all phases of the respiratory cycle except at the end of inspiration and expiration. Figure 3
As shown in (b), at the end of inspiration and expiration, the tube voltage is raised to 120 kv for a short time. In addition, FIG.
The tube current shown in is expressed as a tube current multiplier. Figure 3
The relationship shown in is equivalent to performing X-ray photography twice in each respiratory cycle. The tube voltage and tube current multipliers shown in FIGS. 3B and 3C are stored in the main memory 12 in advance as a lookup table for each phase of the respiratory cycle.
【００２２】このように、ステップＳ４においてＣＰＵ
１１はメインメモリ１２にアクセスして、現在位相をＸ
線管パラメータのルックアップテーブルと比較し、必要
なＸ線管パラメータ（管電圧、管電流乗数）を取得す
る。Thus, in step S4, the CPU
11 accesses the main memory 12 to set the current phase to X
The necessary X-ray tube parameters (tube voltage, tube current multiplier) are acquired by comparison with a look-up table of the tube parameters.
【００２３】そして、ステップＳ５においてＣＰＵ１１
は取得した管電流乗数に、現在の画像の平均信号レベル
を所望の所定レベルにより除して得られる比率を乗ず
る。このようにすることで、呼吸サイクルによりＸ線管
パラメータを確実に決定することができ、信号レベルを
診断情報が得られるレベルに保持することができる。Ｘ
線の透過は患者によって異なることが考慮されるので、
このように制御することは有用である。そして、新たに
算出したＸ線管パラメータをＸ線管制御部４に送る。Then, in step S5, the CPU 11
Multiplies the obtained tube current multiplier by a ratio obtained by dividing the average signal level of the current image by a desired predetermined level. By doing so, the X-ray tube parameter can be reliably determined by the respiratory cycle, and the signal level can be maintained at a level at which diagnostic information can be obtained. X
It is taken into account that the transmission of the line varies from patient to patient, so
Controlling in this way is useful. Then, the newly calculated X-ray tube parameter is sent to the X-ray tube control unit 4.
【００２４】ステップＳ６においてＸ線管制御部４はＸ
線管５の管電圧及び管電流を変更し、次の画像を撮影す
るためにステップＳ１に戻る。ステップＳ１〜Ｓ６のル
ープは、ユーザーがダイナミック撮影を停止するまで連
続的に繰り返して行われる。In step S6, the X-ray tube control unit 4 sets X
The tube voltage and tube current of the wire tube 5 are changed, and the process returns to step S1 to capture the next image. The loop of steps S1 to S6 is continuously repeated until the user stops the dynamic shooting.
【００２５】このように管電圧及び管電流を制御するこ
とにより、Ｘ線源のＸ線エネルギー及びＸ線フルエンス
率を制御することができる。By controlling the tube voltage and the tube current in this way, the X-ray energy and the X-ray fluence rate of the X-ray source can be controlled.
【００２６】上記のように本第１の実施形態によれば、
Ｘ線管パラメータを患者の呼吸サイクルにおける現在位
相及び平均信号レベルに応じて変えながら、胸部のダイ
ナミックＸ線撮影を行うため、必要な画像を最適な露出
条件で確実に取得することができる。従って、患者への
Ｘ線照射量を最低限に押さえつつ、診断に必要な情報量
を最大にすることができる。As described above, according to the first embodiment,
Dynamic X-ray imaging of the chest is performed while changing the X-ray tube parameters according to the current phase in the patient's respiratory cycle and the average signal level, so that the necessary images can be reliably acquired under optimal exposure conditions. Therefore, the amount of information required for diagnosis can be maximized while minimizing the amount of X-ray irradiation to the patient.
【００２７】＜第２の実施形態＞次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described.
【００２８】本第２の実施形態では、管電圧及び管電流
の制御の仕方が上記第１の実施形態と異なる。以下、第
１の実施形態と異なる部分について説明する。The second embodiment is different from the first embodiment in the way of controlling the tube voltage and the tube current. Hereinafter, parts different from the first embodiment will be described.
【００２９】本第２の実施形態における呼吸サイクルに
おける位相とＸ線管電流と管電圧との関係を図４に示
す。本第２の実施形態では、吸息に対応する呼吸サイク
ルの全ての位相における撮影を管電圧８０ｋＶで、呼息
に対応する呼吸サイクルの全ての位相における撮影を管
電圧１２０ｋＶで行う。図３（ｃ）と同様に、図４
（ｃ）に示す管電流は管電流乗数として表現されてい
る。なお、上記第１の実施形態で説明したように、管電
流乗数には、現在の画像の平均信号レベルを所望の所定
レベルで除して得られた比率を乗ずる。第２の実施形態
では、Ｘ線管電流変化を予め設定せず、平均信号レベル
における変化に応じて変更し、制御する。FIG. 4 shows the relationship between the phase, the X-ray tube current and the tube voltage in the respiratory cycle in the second embodiment. In the second embodiment, imaging is performed at a tube voltage of 80 kV in all phases of the respiratory cycle corresponding to inspiration, and imaging is performed at a tube voltage of 120 kV at all phases of the respiratory cycle corresponding to exhalation. Similar to FIG. 3C, FIG.
The tube current shown in (c) is expressed as a tube current multiplier. As described in the first embodiment, the tube current multiplier is multiplied by the ratio obtained by dividing the average signal level of the current image by the desired predetermined level. In the second embodiment, the X-ray tube current change is not preset, but is changed and controlled according to the change in the average signal level.
【００３０】＜第３の実施形態＞本発明の第３の実施形
態におけるＸ線撮像システムの構成例を図５に示す。図
５に示す構成は、図１に示す構成からＣＣＤカメラ１、
駆動・キャプチャ回路２、呼吸サイクル位置検出部３を
除いたものであるため、図５の詳細説明は省略する。こ
の場合、呼吸サイクルをＸ線センサ９から得られた画像
からの情報を用いて決定する。なお、基本的な動作の流
れは第１の実施形態で図２のフローチャートを参照して
説明したものと同様であるため、図２を参照しながら以
下説明する。<Third Embodiment> FIG. 5 shows an example of the arrangement of an X-ray imaging system according to the third embodiment of the present invention. The configuration shown in FIG. 5 differs from the configuration shown in FIG.
Since the drive / capture circuit 2 and the breathing cycle position detector 3 are removed, detailed description of FIG. 5 is omitted. In this case, the respiratory cycle is determined using the information from the image obtained from the X-ray sensor 9. Note that the basic operation flow is the same as that described in the first embodiment with reference to the flowchart in FIG. 2, and therefore will be described below with reference to FIG.
【００３１】処理が開始されると、Ｘ線センサ９により
画像を取得し、センサ制御部１０を介して画像データを
メインメモリ１２に渡す（ステップＳ１）。ＣＰＵ１１
は直近の画像にアクセスし、その直近の画像に基づいて
注目領域の平均信号レベルを算出し（ステップＳ２）、
更に、その直近の画像を以前の１枚以上の画像と比較す
ることで、呼吸サイクルの現在位相を評価する（ステッ
プＳ３）。ＣＰＵ１１は現在位相をＸ線管パラメータの
ルックアップテーブルと比較して必要なＸ線パラメータ
をルックアップテーブルに基づいて算出し（ステップＳ
４、Ｓ５）、新たなＸ線管パラメータをＸ線管制御部４
に渡す。Ｘ線管制御部４はＸ線管パラメータに基づいて
Ｘ線管５の電圧及び電流を変更し（ステップＳ６）、次
の画像を撮影するためにステップＳ１に戻る。ステップ
Ｓ１〜Ｓ６のループは、ユーザーがダイナミック撮影を
停止するまで連続的に繰り返して行われる。When the processing is started, an image is acquired by the X-ray sensor 9 and the image data is transferred to the main memory 12 via the sensor control unit 10 (step S1). CPU11
Accesses the latest image, calculates the average signal level of the attention area based on the latest image (step S2),
Furthermore, the current phase of the respiratory cycle is evaluated by comparing the latest image with one or more previous images (step S3). The CPU 11 compares the current phase with a look-up table of X-ray tube parameters and calculates necessary X-ray parameters based on the look-up table (step S
4, S5), the new X-ray tube parameters are set to the X-ray tube control unit 4
Pass to. The X-ray tube control unit 4 changes the voltage and current of the X-ray tube 5 based on the X-ray tube parameters (step S6), and returns to step S1 to capture the next image. The loop of steps S1 to S6 is continuously repeated until the user stops the dynamic shooting.
【００３２】＜第４の実施形態＞本発明の第４の実施形
態におけるＸ線撮像システムの構成例を図６に示す。図
Ｒに示す構成は、図５に示す構成に加えて、患者７とＸ
線センサ９との間に別の放射線センサ１６を設置し、射
線センサ１６を制御する制御部１５を追加したものであ
る。その他の構成は図５と同様であるため、詳細説明は
省略する。この場合、放射線センサ１６が平均信号レベ
ルを提供し、ＣＰＵ１１に渡す。呼吸サイクルをＸ線セ
ンサ９から得られた画像からの情報を用いて決定する。
平均信号レベル取得以外の動作の流れは第１の実施形態
で図２のフローチャートを参照して説明したものと同様
である。<Fourth Embodiment> FIG. 6 shows an example of the arrangement of an X-ray imaging system according to the fourth embodiment of the present invention. In addition to the configuration shown in FIG. 5, the configuration shown in FIG.
Another radiation sensor 16 is installed between the radiation sensor 9 and the radiation sensor 16, and a control unit 15 for controlling the radiation sensor 16 is added. Other configurations are the same as those in FIG. 5, and thus detailed description will be omitted. In this case, the radiation sensor 16 provides the average signal level and passes it to the CPU 11. The breathing cycle is determined using information from the image obtained from the X-ray sensor 9.
The flow of operations other than the acquisition of the average signal level is the same as that described with reference to the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment.
【００３３】本第４の実施形態によれば、画像データに
リアルタイムでアクセスする必要が無くなる。According to the fourth embodiment, it is not necessary to access the image data in real time.
【００３４】なお、上記第１〜第４の実施形態において
は、全ての処理を順次に行う場合について説明したが、
これらの処理のいくつかを並行して行うことも可能であ
り、そうすることで現在位相により迅速に対応すること
ができる。更に、全ての画像について現在位相及び平均
信号を取得しなくても良く、予め設定した間隔で画像を
選択し、選択した画像を用いて現在位相又は平均信号レ
ベルを計算しても良い。In the above first to fourth embodiments, the case where all the processes are sequentially performed has been described.
It is also possible to perform some of these processes in parallel so that the current phase can be responded to more quickly. Furthermore, it is not necessary to acquire the current phase and the average signal for all the images, the images may be selected at preset intervals, and the current phase or the average signal level may be calculated using the selected images.
【００３５】また、上記第１〜第４の実施形態において
は、現在位相に基づいてＣＰＵ１１がルックアップテー
ブルからＸ線管パラメータを取得し、平均信号レベルに
基づいてＸ線パラメータを変更したが、予め現在位相及
び平均信号レベルに基づくルックアップテーブルをメイ
ンメモリ１２に設定しておくことにより、ステップＳ５
の処理を不要にすることもできる。また、ルックアップ
テーブルを用いずに、現在位相及び平均信号レベルに基
づいて予め設定された式を用いてＸ線パラメータを算出
するようにしてもよい。In the first to fourth embodiments, the CPU 11 acquires the X-ray tube parameter from the look-up table based on the current phase and changes the X-ray parameter based on the average signal level. By setting a look-up table based on the current phase and the average signal level in the main memory 12 in advance, step S5
It is also possible to eliminate the processing of. Alternatively, the X-ray parameter may be calculated using a preset expression based on the current phase and the average signal level without using the lookup table.
【００３６】[0036]
【他の実施形態】本発明の目的は、前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは
装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュー
タ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプ
ログラムコードを読み出し実行することによっても、達
成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体か
ら読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形
態の機能を実現することになり、そのプログラムコード
を記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。ま
た、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行
することにより、前述した実施形態の機能が実現される
だけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コ
ンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム
（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラム
コードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシ
ブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気
テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなど
が考えられる。Other Embodiments The object of the present invention is to supply a storage medium (or recording medium) recording a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and to supply a computer of the system or apparatus. It is needless to say that it can be achieved by (or CPU or MPU) reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also an operating system (OS) running on the computer is executed based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where some or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included. Here, examples of the storage medium for storing the program code include a flexible disk, a hard disk, a ROM, a RAM, a magnetic tape, a non-volatile memory card, a CD-ROM, and a CD.
-R, DVD, optical disk, magneto-optical disk, MO, etc. are considered.
【００３７】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。Further, after the program code read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion card inserted in the computer or the function expansion unit connected to the computer, based on the instruction of the program code. , The CPU provided in the function expansion card or the function expansion unit performs some or all of the actual processing,
It goes without saying that the processing includes the case where the functions of the above-described embodiments are realized.
【００３８】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した図２に示すフローチャー
トに対応するプログラムコードが格納されることにな
る。When the present invention is applied to the above storage medium, the storage medium stores the program code corresponding to the flowchart shown in FIG. 2 described above.
【００３９】[0039]
【発明の効果】必要な画像を最適な露出条件で確実に取
得し、患者へのＸ線照射量を最低限に押さえつつ、診断
に必要な情報量を最大にすることを目的とする。It is an object of the present invention to reliably acquire a necessary image under the optimum exposure condition and to minimize the amount of X-ray irradiation to the patient while maximizing the amount of information necessary for diagnosis.
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＸ線撮像シス
テムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an X-ray imaging system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＸ線撮影処理
を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an X-ray imaging process according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施形態における、呼吸サイク
ルと、Ｘ線管電圧及び管電流との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a respiratory cycle, an X-ray tube voltage, and a tube current in the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施形態における、呼吸サイク
ルと、Ｘ線管電圧及び管電流との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a respiratory cycle and an X-ray tube voltage and a tube current in the second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３の実施形態におけるＸ線撮像シス
テムの構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of an X-ray imaging system according to a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第４の実施形態におけるＸ線撮像シス
テムの構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of an X-ray imaging system according to a fourth embodiment of the present invention.
１ ＣＣＤカメラ ２ 駆動・キャプチャ回路 ３ 呼吸サイクル位置検出部 ４ Ｘ線管制御部 ５ Ｘ線管 ６ Ｘ線照射領域 ７ 患者 ８ 散乱防止グリッド ９ Ｘ線センサ １０ センサ制御部 １１ ＣＰＵ １２ メインメモリ １３ 操作パネル １４ 表示部 １５ 制御部 １６ 放射線センサ 1 CCD camera 2 drive / capture circuit 3 Respiratory cycle position detector 4 X-ray tube controller 5 X-ray tube 6 X-ray irradiation area 7 patients 8 Anti-scatter grid 9 X-ray sensor 10 Sensor control unit 11 CPU 12 main memory 13 Operation panel 14 Display 15 Control unit 16 Radiation sensor
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１５年４月２４日（２００３．４．２
４）[Submission date] April 24, 2003 (2003.4.2)
4)
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図３[Name of item to be corrected] Figure 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図３】 [Figure 3]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図４[Name of item to be corrected] Fig. 4
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図４】 [Figure 4]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻井 修 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 4C092 AA01 AB02 AB04 AB16 AC04 AC11 CC13 CD02 CD03 CE01 CF26 CF49 4C093 AA30 CA01 CA34 DA03 EA07 EE30 FA15 FA41 FA47 FD11 FD12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Osamu Tsujii 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Non non corporation F-term (reference) 4C092 AA01 AB02 AB04 AB16 AC04 AC11 CC13 CD02 CD03 CE01 CF26 CF49 4C093 AA30 CA01 CA34 DA03 EA07 EE30 FA15 FA41 FA47 FD11 FD12
Claims (21)
て、 被検者の呼吸サイクルにおける現在の位相を検出する検
出工程と、 前記現在の位相に応じて、Ｘ線源を制御する制御工程と
を有することを特徴とする方法。1. A dynamic X-ray imaging method, comprising a detection step of detecting a current phase in a respiratory cycle of a subject, and a control step of controlling an X-ray source according to the current phase. A method of having.
ネルギー及びＸ線フルエンス率の少なくともいずれか一
方を制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein in the controlling step, at least one of X-ray energy and X-ray fluence rate of the X-ray source is controlled.
及び管電流の少なくともいずれか一方を制御することを
特徴とする請求項１又は２に記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein in the controlling step, at least one of a tube voltage and a tube current of the X-ray source is controlled.
ベルを算出する算出工程とを更に有し、 前記制御工程では、更に、前記平均信号レベルとに基づ
いて、前記Ｘ線源を制御することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の方法。4. An imaging step of acquiring an X-ray image, and a calculation step of calculating an average signal level from the latest X-ray image of the acquired X-ray images, the control step further comprising: The X-ray source is controlled based on the average signal level.
4. The method according to any one of 3 to 3.
信号レベルを検出する検出工程を更に有し、 前記制御工程では、更に、前記平均信号レベルとに基づ
いて、前記Ｘ線源を制御することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の方法。5. The method further comprises a detection step of detecting an X-ray flux passing through the subject and detecting an average signal level, wherein the control step further includes the X-ray source based on the average signal level. 1. The method according to claim 1, wherein
4. The method according to any one of 3 to 3.
に基づいて前記Ｘ線源を制御するための制御情報を調整
することを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。6. The method according to claim 4, wherein the control step adjusts control information for controlling the X-ray source based on the average signal level.
呼吸サイクルの各位相毎に対応させて予め記憶手段に記
憶されており、前記制御工程では、前記現在の位相に対
応した制御情報を上記記憶手段から読み出すことを特徴
とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。7. The control information for controlling the X-ray source is stored in advance in the storage means in association with each phase of the respiratory cycle, and in the control step, the control information corresponding to the current phase. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the data is read from the storage means.
前記平均信号レベルに基づいて前記Ｘ線源を制御するた
めの制御情報を演算により取得することを特徴とする請
求項４又は５に記載の方法。8. The control step for obtaining control information for controlling the X-ray source based on the current phase and the average signal level by calculation in the control step. the method of.
決められた位相で放射線撮影を行うように前記Ｘ線源を
制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに
記載の方法。9. The method according to claim 1, wherein in the controlling step, the X-ray source is controlled so as to perform radiography at a predetermined phase of a respiratory cycle.
Ｘ線を受けてその強度に応じて電気信号を出力する撮像
手段とを有するＸ線画像撮影装置によりダイナミックＸ
線画像撮影を行うための制御装置であって、 被検者の呼吸サイクルにおける現在の位相を検出する検
出手段と、 前記現在の位相に応じて、前記Ｘ線源を制御する制御手
段とを有することを特徴とする制御装置。10. An X-ray image capturing apparatus having an X-ray source and an image pickup means for receiving an X-ray emitted from the X-ray source and outputting an electric signal in accordance with the intensity of the X-ray source.
A control device for performing radiographic image capture, comprising: detection means for detecting a current phase in a breathing cycle of a subject; and control means for controlling the X-ray source according to the current phase. A control device characterized by the above.
ネルギー及びＸ線フルエンス率の少なくともいずれか一
方を制御することを特徴とする請求項１０に記載の制御
装置。11. The control device according to claim 10, wherein the control means controls at least one of the X-ray energy and the X-ray fluence rate of the X-ray source.
及び管電流の少なくともいずれか一方を制御することを
特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御装置。12. The control device according to claim 10, wherein the control means controls at least one of a tube voltage and a tube current of the X-ray source.
の内、最新のＸ線画像から平均信号レベルを算出する算
出手段とを更に有し、 前記制御手段は、更に、前記平均信号レベルとに基づい
て、前記Ｘ線源を制御することを特徴とする請求項１０
乃至１２のいずれかに記載の制御装置。13. An X-ray image captured by the image capturing unit, further comprising a calculating unit that calculates an average signal level from the latest X-ray image, and the control unit further sets the average signal level to the average signal level. The X-ray source is controlled based on the above.
13. The control device according to any one of 1 to 12.
均信号レベルを検出する検出手段を更に有し、 前記制御手段は、更に、前記平均信号レベルとに基づい
て、前記Ｘ線源を制御することを特徴とする請求項１０
乃至１２のいずれかに記載の制御装置。14. A detection means for detecting an X-ray flux passing through a subject and detecting an average signal level, wherein the control means further includes the X-ray source based on the average signal level. Is controlled.
13. The control device according to any one of 1 to 12.
に基づいて前記Ｘ線源を制御するための制御情報を調整
することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の制御
装置。15. The control device according to claim 13, wherein the control means adjusts control information for controlling the X-ray source based on the average signal level.
と呼吸サイクルの各位相とを対応させて記憶した記憶手
段を更に有し、 前記制御手段では、前記現在の位相に対応した制御情報
を上記記憶手段から読み出すことを特徴とする請求項１
０乃至１５のいずれかに記載の制御装置。16. The storage device further includes storage means for storing control information for controlling the X-ray source and each phase of a respiratory cycle in association with each other, wherein the control means controls information corresponding to the current phase. Is read from the storage means.
16. The control device according to any one of 0 to 15.
前記平均信号レベルに基づいて前記Ｘ線源を制御するた
めの制御情報を演算により取得することを特徴とする請
求項１３又は１４に記載の制御装置。17. The control unit obtains control information for controlling the X-ray source by calculation based on the current phase and the average signal level, according to claim 13 or 14. Control device.
決められた位相で放射線撮影を行うように前記Ｘ線源を
制御することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれ
かに記載の制御装置。18. The control device according to claim 10, wherein the control unit controls the X-ray source so as to perform radiography at a predetermined phase of a respiratory cycle. .
イナミックＸ線画像撮影方法を実現するためのプログラ
ムコードを有する情報処理装置が実行可能なプログラ
ム。19. A program executable by an information processing apparatus, having a program code for realizing the dynamic X-ray image capturing method according to claim 1. Description:
であって、前記プログラムを実行した情報処理装置を、
請求項１０乃至１８のいずれかに記載の制御装置として
機能させることを特徴とするプログラム。20. A program executable by an information processing device, the information processing device executing the program comprising:
A program that functions as the control device according to any one of claims 10 to 18.
ムを記憶した記憶媒体。21. A storage medium storing the program according to claim 19 or 20.
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