JP2009136574A - Radiographic system - Google Patents
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Images
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- A61B6/50—Clinical applications
- A61B6/507—Clinical applications involving determination of haemodynamic parameters, e.g. perfusion CT
Abstract
Description
本発明は、Ｘ線撮影システムに関する。 The present invention relates to an X-ray imaging system.
従来、心臓の検査としてＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）撮影やＣＴ（Computed Tomography）撮影、カテーテル検査等が利用されている。しかし、これらの検査のための撮影装置は高価であり、コストが大きい。また、カテーテル検査は患者の体内にカテーテルを挿入するため患者の負担が大きい。 Conventionally, MRI (Magnetic Resonance Imaging) imaging, CT (Computed Tomography) imaging, catheter inspection, and the like have been used as heart examinations. However, the imaging apparatus for these inspections is expensive and expensive. In addition, since the catheter inspection inserts the catheter into the patient's body, the burden on the patient is large.
また、ＭＲＩ、ＣＴの撮影の他にも、単純Ｘ線撮影を行うことが一般的である。そうすると、複数種の撮影のための装置が必要となり、やはりコスト面が問題となる。さらに、装置を変えて複数回撮影を行わなければならず、患者の負担も大きい。 In addition to MRI and CT imaging, simple X-ray imaging is generally performed. In this case, a plurality of types of photographing devices are required, and the cost is also a problem. Furthermore, it is necessary to perform imaging a plurality of times by changing the apparatus, which places a heavy burden on the patient.
この問題に対し、ＣＴの撮影装置により、ＣＴ用の撮影と単純Ｘ線撮影の双方を可能とする撮影装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、ＣＴの撮影装置自体が高価であり、コスト高である点は変わらない。また、小規模な医療機関ではＣＴの撮影装置よりも単純Ｘ線撮影の撮影装置の方か普及率が高く、上記のような方法をとることができない。 However, the CT imaging device itself is expensive and the cost is unchanged. Further, in a small medical institution, a simple X-ray imaging apparatus is more popular than a CT imaging apparatus, and the above method cannot be adopted.
本発明の課題は、患者の負担が少なく、かつコストが小さい単純Ｘ線撮影により、心臓部の診察に適したＸ線画像を得ることである。 An object of the present invention is to obtain an X-ray image suitable for diagnosis of the heart by simple X-ray imaging with less burden on the patient and low cost.
請求項１に記載の発明によれば、
Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検出器との間で、撮影対象である被写体を回転可能に保持する保持手段と、
前記検出器からＸ線画像を読み取る読取手段と、
前記保持手段の回転角度位相を可変に制御し、プレ撮影時には複数の回転角度位相において前記Ｘ線源によりＸ線を照射させ、各回転各位相において前記読取手段により検出器から得られる各Ｘ線画像に基づいて心臓領域の長軸が最長となる回転角度位相を求め、本撮影時には当該回転角度位相に前記保持手段を固定して前記Ｘ線源によりＸ線を照射させる制御手段と、
を備えるＸ線撮影システムが提供される。
According to the invention of
An X-ray source that emits X-rays;
A detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source;
A holding means for rotatably holding an object to be imaged between the X-ray source and the detector;
Reading means for reading an X-ray image from the detector;
The rotation angle phase of the holding means is variably controlled, and X-rays are emitted from the X-ray source at a plurality of rotation angle phases during pre-imaging, and each X-ray obtained from the detector by the reading means at each rotation phase. A control means for obtaining a rotation angle phase at which the long axis of the heart region is the longest based on an image, and fixing the holding means at the rotation angle phase and irradiating X-rays from the X-ray source at the time of main imaging;
An X-ray imaging system is provided.
請求項２に記載の発明によれば、
前記保持手段を、前記Ｘ線源と前記検出器間で移動可能に構成し、
前記制御手段は、プレ撮影時には前記検出器側に前記保持手段を移動させた位置において前記心臓領域の長軸が最長となる回転角度位相を求め、本撮影時には前記保持手段の回転角度位相を固定した後、Ｘ線源側に前記保持手段を移動させる請求項１に記載のＸ線撮影システムが提供される。
According to invention of Claim 2,
The holding means is configured to be movable between the X-ray source and the detector,
The control means obtains the rotation angle phase at which the long axis of the heart region is the longest at the position where the holding means is moved to the detector side during pre-imaging, and fixes the rotation angle phase of the holding means during main imaging. Then, the X-ray imaging system according to
請求項３に記載の発明によれば、
前記制御手段は、本撮影時には前記Ｘ線源によりＸ線を複数回連続して照射させるとともに、Ｘ線の照射毎に前記読取手段により検出器からのＸ線画像の読み取りを行わせて、心臓領域の動態撮影を行わせる請求項１又は２に記載のＸ線撮影システムが提供される。
According to invention of Claim 3,
The control means irradiates the X-ray continuously by the X-ray source a plurality of times during the main radiographing, and causes the reading means to read the X-ray image from the detector for each X-ray irradiation. The X-ray imaging system according to
請求項４に記載の発明によれば、
前記本撮影により得られたＸ線画像に対し、心臓部に応じた画像処理を施す画像処理手段を備える請求項１〜３の何れか一項に記載のＸ線撮影システムが提供される。
According to invention of Claim 4,
The X-ray imaging system as described in any one of Claims 1-3 provided with the image-processing means which performs the image process according to the heart part with respect to the X-ray image obtained by the said imaging | photography.
請求項１に記載の発明によれば、プレ撮影により心臓部を最も観察しやすい方向から本撮影を行うことができ、診察に適したＸ線画像を得ることができる。通常の単純Ｘ線撮影であるので、患者の負担が少ないとともに、医療機関での普及率が高い単純Ｘ線撮影用の撮影装置に適用することができ、コスト高を回避して心臓部の診察に適したＸ線画像を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the main imaging can be performed from the direction in which the heart is most easily observed by pre-imaging, and an X-ray image suitable for the examination can be obtained. Because it is normal simple X-ray imaging, it can be applied to imaging equipment for simple X-ray imaging that has a low patient burden and has a high penetration rate in medical institutions, avoiding high costs and examining the heart X-ray images suitable for the above can be obtained.
請求項２に記載の発明によれば、被写体と検出器間で距離を設けることにより心臓部を拡大した拡大画像を得ることができる。よって、心臓部の診察がしやすいＸ線画像を医師に提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, an enlarged image in which the heart is enlarged can be obtained by providing a distance between the subject and the detector. Therefore, it is possible to provide a doctor with an X-ray image that allows easy diagnosis of the heart.
請求項３に記載の発明によれば、動態撮影により各時間位相におけるＸ線画像を得ることができる。よって、医師はＸ線画像を参照することにより時間的な動的変化を把握することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, an X-ray image at each time phase can be obtained by dynamic imaging. Therefore, the doctor can grasp the temporal dynamic change by referring to the X-ray image.
請求項４に記載の発明によれば、心臓部のコントラストを高くする階調処理を施す等、心臓部に応じて画像処理を施すことができ、心臓部の診察に適した高画質なＸ線画像を提供することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, image processing can be performed according to the heart, such as gradation processing for increasing the contrast of the heart, and high-quality X-rays suitable for the diagnosis of the heart Images can be provided.
まず、構成を説明する。
図１に、本実施形態におけるＸ線撮影システム１を示す。
図１に示すように、Ｘ線撮影システム１は、撮影装置１０、撮影用コンソール２０、診断用コンソール３０と、画像処理装置４０と、サーバ５０とを備えて構成されている。各構成装置１０〜５０はネットワークＮを介して接続されている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows an
As shown in FIG. 1, the
撮影装置１０、撮影用コンソール２０、診断用コンソール３０は、被写体のＸ線画像を撮影する際に用いられるものである。撮影装置１０は被写体に対しＸ線を照射し、検出器からＸ線画像を読み取る。撮影装置１０では動態撮影が可能である。動態撮影とはＸ線の照射を連続的に行い、複数の時間位相におけるＸ線画像を得る撮影方法である。撮影用コンソール２０は技師の操作用として用いられ、そのＸ線の照射動作やＸ線画像の読取動作を制御するとともに、読み取られたＸ線画像を技師の確認用に表示する。診断用コンソール３０は、医師の操作用として用いられ、撮影用コンソール２０から送信されるＸ線画像を医師の確認用に表示したりする。
The
図２を参照して、撮影装置１０及び撮影用コンソール２０についてさらに説明する。
図２に示すように、撮影装置１０はＸ線源１１、検出器１２、保持部１３、移動用レール１４、サイクル検出部１５、読取部１６、駆動部１７を備えて構成されている。一方、撮影用コンソール２０は、制御部２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、通信部２５を備えて構成されている。撮影装置１０のＸ線源１１、サイクル検出部１５、読取部１６、駆動部１７は撮影用コンソール２０に接続されている。
The
As illustrated in FIG. 2, the
まず、撮影装置１０について説明する。
Ｘ線源１１は、撮影用コンソール２０の制御部２１の制御に従って、Ｘ線を照射する。制御されるＸ線照射条件としては、例えば連続撮影時のパルスレート、パルス幅、パルス間隔、照射開始／終了タイミング、Ｘ線管電流、Ｘ線管電圧、フィルタ値等が挙げられる。パルスレートとは単位時間あたりの撮影回数をいい、パルス幅は撮影１回あたりのＸ線照射時間である。パルス間隔は、連続撮影においてある撮影分のＸ線照射開始から次の撮影分のＸ線照射を開始するまでの時間である。
First, the
The
検出器１２は、Ｘ線源１１と被写体Ｗを挟んで対向する位置に配置される。検出器１２はＸ線の検出センサがマトリクス状に配置されたＦＰＤ（Flat Panel Detector）等である。すなわち、Ｘ線をその強度に応じた電気信号に変換して画素（検出センサ）毎に蓄積するので、検出器１２によりＸ線画像が記録されることとなる。
The
読取部１６は、検出器１２からＸ線画像を読み取る処理を行う読取手段であり、読み取られたＸ線画像を撮影用コンソール２０に送信する。なお、読取動作は制御部２１により制御される。制御される画像読取条件としては、フレームレート、フレーム間隔、画素サイズ、画像サイズ等である。フレームレート、フレーム間隔は上記パルスレート、パルス間隔と同意義である。
The
保持部１３は、撮影の対象となる被写体Ｗを保持し、撮影位置を固定するための保持手段である。図２では、保持部１３としてイス型の例を示したが、ベット等の他の形態であってもよい。
保持部１３は、被写体Ｗを保持した状態で回転可能に構成されている。駆動部１７は撮影用コンソール２０の制御部２１の制御に従って、保持部１３の回転を駆動するものである。
The
The
また、保持部１３は移動用レール１４によりＸ線源１１と検出器１２間を移動可能に構成されている。すなわち、移動用レール１４をＸ線源１１と検出器１２間を結ぶ直線上に敷設し、この移動用レール１４上を保持部１３が滑走可能に保持部１３を取り付けることにより、Ｘ線源１１と検出器１２間を自在に移動させることが可能となっている。なお、移動は制御部２１の制御により駆動部１７によって行う構成としてもよいし、技師が移動させることとしてもよい。
The holding
サイクル検出部１５は、被写体Ｗの撮影部位について生体反応のサイクルを検出する。例えば、撮影部位が心臓部である場合、サイクル検出部１５としては心拍計や心電計等を用いて心拍サイクル等を検出する。また、撮影部位が肺野を含めた胸部である場合には呼吸モニタベルト、ＣＣＤカメラ、光学カメラ、スパイロメータ等を適用して呼吸サイクルを検出する。
検出したサイクルの情報は、撮影用コンソール２０の制御部２１に出力される。
The
Information on the detected cycle is output to the
診断用コンソール３０は、医師の操作用として用いられ、撮影用コンソール２０から送信されるＸ線画像を医師の確認用に表示したりする。診断用コンソール３０の基本的な構成は撮影用コンソール２０と同一であり、制御部、操作部、表示部、記憶部、通信部を備えて構成されている。
The
次に、撮影用コンソール２０について説明する。
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されている制御手段である。制御部２１は記憶部２２に記憶されている各種プログラムをＣＰＵにより読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムとの協働により各種演算を行ったり、各部の動作を集中制御したりして処理を実行する。
Next, the photographing
The
記憶部２２は、ハードディスク等のメモリであり、制御部２１により用いられる各種プログラムやプログラムの実行に必要なパラメータ等を記憶している。例えば、撮影部位毎に最適化された撮影条件（Ｘ線照射条件やＸ線画像の読取条件等）を記憶している。
The storage unit 22 is a memory such as a hard disk, and stores various programs used by the
操作部２３は、キーボードやマウス等を備えて構成され、これらの操作に応じて操作信号を生成して制御部２１に出力する。
表示部２４はディスプレイを備え、制御部２１の表示制御に従って各種操作画面や撮影により得られたＸ線画像等を表示する。
通信部２５は、通信用のインターフェイスを備え、ネットワークＮに接続された外部装置と通信を行う。
The
The
The
画像処理装置４０及びサーバ５０は、撮影により得られたＸ線画像を医師の診断に提供するために用いられる。
図３を参照して、画像処理装置４０について説明する。
画像処理装置４０は、Ｘ線画像に対し、診察しやすい画質となるように画像処理を施すものであり、図３に示すように制御部４１、操作部４２、表示部４３、記憶部４４、通信部４５、画像処理部４６を備えて構成されている。
The
The
The
制御部４１〜通信部４５については、上記説明した撮影用コンソール２０の制御部２１〜通信部２５と基本的な機能は同一であるので、ここでは説明を省略する。
Since the basic functions of the
画像処理部４６は、Ｘ線画像に対し階調変換処理、周波数調整処理等の各種画像処理を施す画像処理手段である。画像処理用のプログラムとＣＰＵ等との協働により画像処理は実現される。画像処理は撮影部位に応じた種類のものを、撮影部位に応じた画像処理条件により施すが、詳細は後述する。画像処理されたＸ線画像は通信部４５を介してサーバ５０に送信される。
The
サーバ５０は、大容量メモリを備えてこのメモリに画像処理装置４０によって画像処理されたＸ線画像を保存し、管理する。サーバ５０に保存されたＸ線画像は診断用コンソール３０からの要求に応じて配信され、診察に供される。
The
次に、動作について説明する。
本実施形態に係るＸ線撮影システム１は、心臓部の撮影を行うにあたり、撮影装置１０において検出器１２側に保持部１３を移動させた状態でプレ撮影を行って保持部１３の最適な回転角度位相を決定し、本撮影時には当該決定した回転角度位相に保持部１３を固定するとともに、保持部１３をＸ線源１１側に移動させて位相コントラスト撮影を行う。
図４は、その際におけるＸ線撮影システム１の撮影装置１０、画像処理装置４０、サーバ５０の処理の流れを示す図である。
Next, the operation will be described.
The
FIG. 4 is a diagram illustrating a processing flow of the
図４に示すように、まず撮影装置１０においてプレ撮影を行う（ステップＳ１）。プレ撮影を行うのは、心臓部を観察しやすい撮影方向を特定し、その撮影方向で撮影できるよう保持部１３の回転角度位相を固定するためである。
図５は、プレ撮影時の被写体Ｗと検出器１２の上面図と、その検出器１２により得られるＸ線画像ｇとの関係を示す図である。図５において、被写体Ｗは検出器１２側に顔を向けた状態である。
As shown in FIG. 4, first, pre-photographing is performed in the photographing apparatus 10 (step S1). The pre-photographing is performed in order to identify a photographing direction in which the heart can be easily observed and to fix the rotation angle phase of the holding
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the subject W and the top view of the
図５に示すように、心臓部ｈは上から見ると略楕円形を呈しておりその楕円の長軸ｌｂが最大となる場合、つまりＸ線画像ｇに現れる心臓部ｇｈの長軸ｌａが最大となる場合が、心臓の心室等をその長軸が最大となる方向からとらえることとなり心臓の動態を最も正確に計測できる。しかし、心臓部ｈの長軸ｌｂは被写体Ｗの胴体部分の長軸ｌｗと平行ではないため、通常の胸部撮影のように検出器１２の面と被写体Ｗの胴体部分の長軸ｌｗとを平行にして撮影したのでは、心臓部を観察しやすいＸ線画像は得られない。
As shown in FIG. 5, the heart h is substantially elliptical when viewed from above, and the long axis lb of the ellipse is maximum, that is, the long axis la of the heart gh appearing in the X-ray image g is maximum. In this case, the heart's ventricle and the like are captured from the direction in which the long axis is maximum, and the dynamics of the heart can be measured most accurately. However, since the major axis lb of the heart h is not parallel to the major axis lw of the trunk portion of the subject W, the surface of the
よって、プレ撮影では図６に示すように、保持部１３に被写体Ｗを座らせた状態で保持部１３を所定角度毎に複数回回転させ、回転させる毎に撮影行って、Ｘ線画像ｇにおける心臓部ｇｈの長軸ｌａが最長となる保持部１３の回転角度位相を求める。
プレ撮影を行う回転角度位相は、心臓部ｈの長軸ｌｂと検出器１２の面とが略平行となる平均的な回転角度位相の範囲を求めておき、その範囲においてプレ撮影を行う回転角度位相を細かく設定すればよい。
Therefore, in pre-imaging, as shown in FIG. 6, the holding
The rotation angle phase at which the pre-imaging is performed is obtained by obtaining an average rotation angle phase range in which the major axis lb of the heart h and the surface of the
技師の作業としては、まず被写体Ｗを保持部１３に座らせる。このとき、被写体Ｗの心臓部が検出器１２の面の中心あたりに位置するように、つまりＸ線源１１からコーンビーム状に照射されるＸ線の中心線が心臓部周辺を透過するように被写体Ｗの位置を保持部１３に固定させる。そして、撮影用コンソール２０の操作部２３によりプレ撮影開始の指示操作を行う。なお、撮影にあたっては、撮影技師が撮影用コンソール２０の操作部２３を介して、被写体Ｗに関する患者情報の入力、撮影部位「心臓」の指定操作等を行っておくこととする。
As an engineer's work, first, the subject W is seated on the holding
プレ撮影開始の操作を受けて制御部２１はプレ撮影のための各種制御を行う。なお、プレ撮影によるＸ線画像は診断用の確定画像として使用しないので、低線量での撮影とし、被写体Ｗの被曝量の削減を図る。検出器１２の面と被写体Ｗの胴体部分の長軸ｌｗとが平行となる回転角度位相を０度、心臓部ｈの長軸ｌｂと検出器１２の面とが略平行となる平均的な回転角度位相の範囲を２０度〜４５度とすると、その回転角度位相２０度〜４５度の範囲内で５度〜１０度単位で駆動部１７により回転させる。また、制御部２１は回転させる毎にＸ線源１１によりＸ線を照射させ、さらに照射する毎に読取部１６により検出器１２からＸ線画像を読み取らせる。なお、プレ撮影においても、心拍との同期をとって略同一の位相タイミングでの撮影とすることが好ましい。
Upon receiving the pre-photographing start operation, the
読み取られたＸ線画像は順次制御部２１に入力される。制御部２１は複数の回転角度位相におけるＸ線画像を解析して、Ｘ線画像ｇ（図５参照）中の心臓部ｇｈの長軸ｌａが最長となる回転角度位相を特定する。
解析にあたっては、まずＸ線画像ｇから心臓部ｇｈの画像領域を検出する。Ｘ線画像ｇにおける心臓部ｇｈは図５に示すような形状で現れることが一般的である。例えば、予め心臓部ｇｈの領域のエッジを検出するフィルタを準備しておき、得られたＸ線画像ｇをフィルタ処理することで領域検出を行えばよい。なお、検出方法としては特に限定せず、他の方法を用いてもよい。
The read X-ray images are sequentially input to the
In the analysis, first, an image region of the heart gh is detected from the X-ray image g. In general, the heart gh in the X-ray image g appears in a shape as shown in FIG. For example, a filter for detecting the edge of the region of the heart gh may be prepared in advance, and the region detection may be performed by filtering the obtained X-ray image g. The detection method is not particularly limited, and other methods may be used.
次に、制御部２１は検出した心臓部ｇｈの領域においてＸ線画像ｇの主走査方向における長さを算出し、最長となる長さをそのＸ線画像ｇの心臓部ｇｈにおける長軸ｌａとする。制御部２１は各回転角度位相のＸ線画像ｇについて長軸ｌａを求め、求めた長軸ｌａの中でも最長となる長軸ｌａのＸ線画像ｇを特定する。そして、特定したＸ線画像ｇの回転角度位相を、本撮影時の回転角度位相として決定する。
Next, the
本撮影時の回転角度位相が決定されると、撮影装置１０では本撮影を行う（ステップＳ２）。本撮影は動態撮影である。本撮影時には、制御部２１は本撮影の駆動部１７を制御し、決定した回転角度位相に保持部１３を回転させ、固定する。さらに、その回転角度位相の状態のまま、制御部２１は図７に示すように駆動部１７により保持部１３をＸ線源１１側に移動させる。拡大撮影を行うためである。
When the rotation angle phase at the time of actual photographing is determined, the photographing
拡大撮影とは、被写体Ｗと検出器１２との間に距離を設ける撮影方法をいう。この撮影方法によれば、Ｘ線源１１からコーンビーム状に照射されたＸ線は被写体Ｗを透過した後、なおコーンビーム状に検出器１２に入射するため、得られるＸ線画像はライフサイズ（被写体Ｗ自体のサイズ）に比して拡大されることとなる。この拡大されたサイズの画像を拡大画像という。
Enlarged shooting refers to a shooting method in which a distance is provided between the subject W and the
拡大画像のライフサイズに対する拡大率Ｍは、Ｘ線源１１から被写体Ｗまでの距離をＲ１、被写体Ｗから検出器１２までの距離をＲ２、Ｘ線源１１から検出器１２までの距離をＲ３（Ｒ１＋Ｒ２）（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の単位：ｍ）とすると、下記式（１）により求めることができる。
Ｍ＝Ｒ３／Ｒ１・・・（１）
拡大率Ｍは距離Ｒ１及びＲ２を増減することにより調整が可能である。
The enlargement ratio M with respect to the life size of the enlarged image is R1 from the
M = R3 / R1 (1)
The enlargement ratio M can be adjusted by increasing or decreasing the distances R1 and R2.
上記拡大撮影において、特開２００１−９１４７９号公報等に開示されているような、Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３及びＸ線源１１の焦点径の設定を所定の範囲とせしめることで、被写体Ｗ辺縁のエッジ強調効果が得られる位相コントラスト撮影を適用することとしてもよい。
例えば、焦点径Ｄを３０（μｍ）以上、Ｒ１を（Ｄ−７）／２００以上、Ｒ２を０．１５以上とする設定例が挙げられる。
In the above-described magnified photographing, the setting of the focal diameters of R1, R2, R3 and the
For example, a setting example in which the focal diameter D is 30 (μm) or more, R1 is (D-7) / 200 or more, and R2 is 0.15 or more can be given.
位相コントラスト撮影により得られた位相コントラスト画像では、図８に示すように被写体Ｗの辺縁を通過することにより屈折したＸ線が被写体Ｗを介さずに通過したＸ線と重なり合い、重なった部分のＸ線強度が強くなる現象が生じる。一方で、屈折したＸ線の分だけ、被写体Ｗの辺縁の内側の部分においてＸ線強度が弱くなる現象が生じる。そのため、被写体Ｗの辺縁を境にしてＸ線強度差が広がるエッジ強調作用（エッジ効果ともいう）が働き、辺縁部分が鮮鋭に描写された視認性の高いＸ線画像が得られることとなる。
よって、保持部１３の移動量は上記拡大率Ｍや位相コントラスト撮影のエッジ効果等を考慮して適宜設定すればよい。
In the phase contrast image obtained by phase contrast imaging, as shown in FIG. 8, the X-rays refracted by passing through the edge of the subject W overlap with the X-rays passed without passing through the subject W and A phenomenon occurs in which the X-ray intensity increases. On the other hand, a phenomenon occurs in which the X-ray intensity is weakened in the portion inside the edge of the subject W by the amount of refracted X-rays. Therefore, an edge enhancement function (also referred to as an edge effect) in which an X-ray intensity difference is widened at the border of the subject W works, and a highly visible X-ray image in which the border portion is sharply drawn is obtained. Become.
Therefore, the movement amount of the holding
保持部１３の移動が完了すると、制御部２１は動態撮影のための制御を行う。
まず、Ｘ線源１１によりＸ線の照射を行わせる。このときのＸ線照射条件は、管電流が２５ｍＡ、フレームレートが３０fps（３０枚／秒）以上とし、少なくとも心拍の１サイクル以上のＸ線画像を収集する。フレーム間隔は心拍サイクルに合わせて１〜２秒とする。フレームレートが多いため、Ｓ／Ｎ比を考慮して照射線量を多めとする。
また、制御部２１はＸ線画像における心臓部のコントラストを上げるため、管電圧を低電圧とする。一般に、肺野を含めた胸部の撮影を行う場合、管電圧は１２０ｋＶ程度に設定されることが多いが、本実施形態では低電圧とするため６０〜８０ｋＶ程度に設定する。なお、心臓部の撮影であるため、撮影時に被写体に呼吸を停止させる必要はない。
When the movement of the holding
First, X-ray irradiation is performed by the
Further, the
さらに、制御部２１はＸ線の照射タイミングに合わせて、検出器１２からＸ線画像の読取を読取部１６により行わせる。読取条件は例えば画素サイズが４００μｍ、画像サイズが５１２×３８４ピクセルである。制御部２１はＸ線の照射毎に読取を行わせ、複数の時間位相におけるＸ線画像（フレーム画像）を読取部１６から取得する。
Further, the
被写体Ｗと検出器１２の間には距離があるため、拡大撮影（又は位相コントラスト撮影）となるが、被写体Ｗの位置はプレ撮影時に被写体Ｗの心臓部が検出器１２の面の中心あたりになるように固定されているため、本撮影で得られるＸ線画像はプレ撮影の胸部全体を含むＸ線画像とは異なり、心臓部が拡大された画像となるはずである。すなわち、プレ撮影ではＸ線画像に心臓部だけでなく肺野部分も含まれるが、本撮影ではＸ線画像に写りこむ肺野部分が少なくなり、心臓部が中心の画像となって、より心臓部の診察に適した画像となる。
Since there is a distance between the subject W and the
制御部２１は本撮影で得られた各時間位相のＸ線画像群を確認用として表示部２４上に表示させる。このとき、各時間位相に応じて連続的にＸ線画像を切替表示するので、心拍１サイクル分の動態を確認することが可能となる。技師は表示された各時間位相のＸ線画像を確認し、その内容でよければ撮影完了の操作を行う。制御部２１は、この操作に応じて本撮影で得られた各時間位相のＸ線画像群を通信部２５を介して診断用コンソール３０に送信する。
The
診断用コンソール３０でも上記と同様に各時間位相のＸ線画像群の確認用の表示が行われる。医師によりその内容でよい旨の操作指示がなされると、診断用コンソール３０から画像処理装置４０へと各フレームのＸ線画像群が送信される。
In the
画像処理装置４０では、画像処理部４６において各フレームのＸ線画像に対し各種画像処理を施す。画像処理は心臓部に応じて心臓部の診察が容易となるような画像処理を施す。ここでは、正規化処理、階調変換処理の例を説明する。
In the
正規化処理は、Ｘ線画像の信号値のヒストグラムから最大信号値Ｈ及び最小信号値Ｌを求め、これを予め定めた基準信号値ＳＨ、ＳＬに一致させるように信号値の変換を行う処理である。これにより、被写体Ｗの体系やＸ線照射条件のばらつき等により生じる到達Ｘ線量の変動を補正する。 The normalization process is a process of obtaining the maximum signal value H and the minimum signal value L from the signal value histogram of the X-ray image and converting the signal value so as to match the predetermined reference signal values SH and SL. is there. As a result, fluctuations in the X-ray dose caused by the system of the subject W, variations in the X-ray irradiation conditions, and the like are corrected.
階調変換処理は、画像出力時の濃度、コントラストを調整するための処理である。階調変換処理は、基本ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて所望の階調特性となるように信号値の変換を行う。 The gradation conversion process is a process for adjusting density and contrast at the time of image output. In the gradation conversion process, a signal value is converted using a basic LUT (look-up table) so as to obtain desired gradation characteristics.
図９は、胸部を撮影したＸ線画像の信号値のヒストグラムである。
ヒストグラムは撮影部位によって特性が現れる。図９に示すヒストグラムでは、低信号値領域に現れるピークは体幹部領域、高信号値領域に現れるピークは直接Ｘ線が検出された直接Ｘ線領域、それらの中間に現れる２つのピークは肺野領域の信号値である。
心臓部の信号値は肺野領域の信号値のうち、矢印で示す範囲になることが多い。本実施形態では、この信号値の範囲のコントラストが大きくなるように階調変換を行う。
FIG. 9 is a histogram of signal values of an X-ray image obtained by imaging the chest.
The histogram shows characteristics depending on the part to be imaged. In the histogram shown in FIG. 9, the peak appearing in the low signal value region is the trunk region, the peak appearing in the high signal value region is the direct X-ray region where direct X-rays are detected, and the two peaks appearing in the middle are the lung fields. This is the signal value of the region.
The signal value of the heart is often in the range indicated by the arrow among the signal values of the lung field. In the present embodiment, gradation conversion is performed so that the contrast in the signal value range is increased.
図１０に、検出器１２によって検出されるＸ線量とそのＸ線量に応じて最終的に出力されるＸ線画像の信号値との関係を示す。
図１０の座標系において、第１象限は読取特性を示しており、検出器１２への到達Ｘ線量と読取信号値（アナログ信号値）との関係を示している。また、第２象限は正規化特性を示しており、読取信号値と正規化処理後の正規化信号値との関係を示している。第３象限は階調変換特性を示しており、正規化信号値と基本ＬＵＴにより変換された出力信号値（デジタル信号値）との関係を示している。つまり、階調変換処理時に用いる基本ＬＵＴは第４象限に示す変換カーブをテーブル化したものである。なお、ここでは出力信号値を０〜４０９５の１２ビット分解能としている。
FIG. 10 shows the relationship between the X-ray dose detected by the
In the coordinate system of FIG. 10, the first quadrant indicates the reading characteristic, and indicates the relationship between the X-ray dose reaching the
第２象限において、正規化特性を示す直線はその傾きを変化させることにより出力値の範囲（図１０に示すＳＨ−ＳＬ間の大きさ）を調整することができるとともに、画像全体のコントラストを変化させることができる。この直線の傾きはＧ値と呼ばれる。また、階調変換特性を示す直線の切片を変化させることにより、出力値の範囲全体の高低（ＳＨ−ＳＬの移動）を調整し、これにより画像全体の濃度を変化させることができる。この切片はＳ値と呼ばれる。 In the second quadrant, the straight line indicating the normalization characteristic can be adjusted in the output value range (the size between SH and SL shown in FIG. 10) by changing the slope, and the contrast of the entire image is changed. Can be made. The slope of this straight line is called the G value. Further, by changing the intercept of the straight line indicating the gradation conversion characteristic, the height of the entire output value range (SH-SL movement) can be adjusted, and thereby the density of the entire image can be changed. This intercept is called the S value.
例えば、図１０に示す直線ｈ２と直線ｈ３で正規化を行った場合を比較すると、Ｇ値を大きくすることで心臓部に対応する正規化信号値が基本ＬＵＴの直線領域に対応することとなり、心臓部のコントラストを向上させることが可能となる。なお、Ｇ値を変更することにより、透過Ｘ線量の大きな領域は飽和状態となるが、当該領域は読影対象ではないので問題となることはない。 For example, when comparing normalization with the straight line h2 and the straight line h3 shown in FIG. 10, by increasing the G value, the normalized signal value corresponding to the heart corresponds to the linear region of the basic LUT. It becomes possible to improve the contrast of the heart. Note that, by changing the G value, a region having a large transmitted X-ray dose is saturated, but this region is not a subject of interpretation, so there is no problem.
画像処理部４６では、階調変換特性を示すＧ値、Ｓ値を変更することにより、各時間位相のＸ線画像の濃度範囲、コントラストを調整し、心臓部のコントラストが大きくなるようにＧ値、Ｓ値を設定する。
The
画像処理装置４０において、各時間位相のＸ線画像について上記階調変換処理の他、必要な画像処理を施すと、画像処理済みの各フレームのＸ線画像群をサーバ５０に送信する。サーバ５０は、各時間位相のＸ線画像群をデータベース化して保存する。
When the
以上のように、本実施形態によれば、プレ撮影を行って心臓部の長軸が最長となる回転角度位相を特定し、当該回転角度位相で本撮影を行う。これにより、心臓の動態を最も観察しやすい撮影方向から本撮影を行うことができ、診察に適したＸ線画像を得ることができる。また、これらの撮影は通常の単純Ｘ線撮影に係る撮影装置１０で行うので、患者の負担が少ない。単純Ｘ線撮影の撮影装置１０は医療機関での普及率も高く、ＣＴ撮影装置等を新たに導入することなく、従来からある撮影装置１０を用いて心臓部の診察に適したＸ線画像を得ることができ、コストを抑えることも可能である。
As described above, according to the present embodiment, pre-imaging is performed to identify the rotation angle phase with the longest major axis of the heart, and the actual imaging is performed with the rotation angle phase. As a result, the main imaging can be performed from the imaging direction in which the heart dynamics can be observed most easily, and an X-ray image suitable for the examination can be obtained. Moreover, since these imaging | photography is performed with the
また、本撮影は動態撮影を行うので、診察時には動態撮影により得られた各時間位相のＸ線画像を連続的に切替表示することにより、動画像として観察することができる。よって、診察において心臓における血流等の動きを確認することが可能となる。 Moreover, since this imaging | photography performs dynamic imaging | photography, it can observe as a moving image by switching and displaying the X-ray image of each time phase obtained by dynamic imaging | photography at the time of a medical examination continuously. Therefore, it is possible to confirm the movement of blood flow and the like in the heart at the examination.
さらに、本撮影時には保持部１３をＸ線源１１側に移動させて拡大撮影を行うので、心臓部を拡大したＸ線画像を得ることができ、心臓部の診察がしやすいＸ線画像を医師に提供することができる。本撮影時の撮影条件を調整して位相コントラスト撮影とすることも可能であり、この位相コントラスト撮影を採用した場合には心臓部の拡大だけではなく、心臓部の組織のエッジ部分が明瞭となった高画質なＸ線画像を得ることができる。
Furthermore, since the holding
また、画像処理装置４０において心臓部のコントラストを高くする等、心臓部に応じた画像処理をＸ線画像に施すので、心臓部の診察に適した高画質なＸ線画像を提供することができる。
Further, since image processing according to the heart part is performed on the X-ray image such as increasing the contrast of the heart part in the
なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記説明した処理に係るプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ等のメモリの他、ＤＶＤ等の可搬型のものも適用可能である。またプログラムのデータをネットワークを介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も適用可能である。
In addition, the said embodiment is a suitable example of this invention, and is not limited to this.
For example, as a computer-readable medium for storing the program related to the above-described processing, a portable type such as a DVD as well as a memory such as a ROM can be applied. A carrier wave can also be applied as a medium for providing program data via a network.
１ Ｘ線撮影システム
１０ 撮影装置
１１ Ｘ線源
１２ 検出器
１３ 保持部
１５ サイクル検出部
１６ 読取部
１７ 駆動部
２０ 撮影用コンソール
２１ 制御部
２２ 記憶部
２３ 操作部
２４ 表示部
２５ 通信部
３０ 診断用コンソール
４０ 画像処理装置
４６ 画像処理部
５０ サーバ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検出器との間で、撮影対象である被写体を回転可能に保持する保持手段と、
前記検出器からＸ線画像を読み取る読取手段と、
前記保持手段の回転角度位相を可変に制御し、プレ撮影時には複数の回転角度位相において前記Ｘ線源によりＸ線を照射させ、各回転各位相において前記読取手段により検出器から得られる各Ｘ線画像に基づいて心臓領域の長軸が最長となる回転角度位相を求め、本撮影時には当該回転角度位相に前記保持手段を固定して前記Ｘ線源によりＸ線を照射させる制御手段と、
を備えるＸ線撮影システム。 An X-ray source that emits X-rays;
A detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source;
A holding means for rotatably holding an object to be imaged between the X-ray source and the detector;
Reading means for reading an X-ray image from the detector;
The rotation angle phase of the holding means is variably controlled, and X-rays are emitted from the X-ray source at a plurality of rotation angle phases during pre-imaging, and each X-ray obtained from the detector by the reading means at each rotation phase. A control means for obtaining a rotation angle phase at which the long axis of the heart region is the longest based on an image, and fixing the holding means at the rotation angle phase and irradiating X-rays from the X-ray source at the time of main imaging;
X-ray imaging system.
前記制御手段は、プレ撮影時には前記検出器側に前記保持手段を移動させた位置において前記心臓領域の長軸が最長となる回転角度位相を求め、本撮影時には前記保持手段の回転角度位相を固定した後、Ｘ線源側に前記保持手段を移動させる請求項１に記載のＸ線撮影システム。 The holding means is configured to be movable between the X-ray source and the detector,
The control means obtains the rotation angle phase at which the long axis of the heart region is the longest at the position where the holding means is moved to the detector side during pre-imaging, and fixes the rotation angle phase of the holding means during main imaging. The X-ray imaging system according to claim 1, wherein the holding unit is moved to the X-ray source side.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016171921A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 株式会社日立製作所 | X-ray fluoroscopic photographing apparatus, and transmission x-ray image conversion method and program |
-
2007
- 2007-12-07 JP JP2007317449A patent/JP2009136574A/en active Pending
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