JP2012200398A - 撮影部位保持具、ｘ線診断装置、及びｘ線診断画像の生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来不可能であった動きのある被写体に対するサブトラクション処理を可能とする撮影部位保持具、Ｘ線診断装置、及びＸ線診断画像の生成方法を提供する。
【解決手段】被検体Ｍの第１の部位Ｍ１を固定する第１の固定具５３と、撮影対象となる関節部位Ｍ２を第１の部位Ｍ１と挟む被検体Ｍの第２の部位Ｍ３を固定する第２の固定具５４と、第２の固定具５４が連結される緩衝器５５と、第２の部位Ｍ３を移動させることで関節部位Ｍ２を屈曲動作させる際の、第２の部位Ｍ３の位置を検出する検出装置５６と、検出装置５６が検出した第２の部位Ｍ３の位置に関する情報をＸ線診断装置１へと送信するインターフェイス５７とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明の実施の形態は、撮影部位保持具、Ｘ線診断装置、及びＸ線診断画像の生成方法に関する。

近年、被検体内部の情報を収集し、この収集された情報に基づいて被検体内部を画像化して医用画像を生成する医用画像診断装置が用いられるようになっている。この医用画像診断装置としては、例えば、Ｘ線診断装置が該当する。生成された医用画像は例えば、Ｘ線診断装置の表示部やネットワークに接続された医用画像表示装置上に表示される。

医用画像の生成に当たっては、取得した画像情報を基にそのまま表示するための画像を生成する場合の他、例えば、サブトラクション処理が適用されて加工処理が施される場合がある。この「サブトラクション処理」とは、撮影対象となる部位への造影剤の注入前後２回にわたって撮影を行い、骨等の造影剤の注入前後で変化のない箇所を減算（サブトラクション）処理することで、その陰影を除去し撮影対象を明確に表示させる処理方法である（以下の特許文献１参照）。

特開２００５−８０２８５号公報

しかしながら、上記特許文献１において開示されている発明では、次の点について配慮がなされていない。

例えば、整形領域では、四肢の関節に造影剤を注入し軟部組織を観察する関節腔造影が行われている。但し、肩や膝の関節部は構造が複雑であり、骨が邪魔とならない角度で撮影するためのポジショニングが難しい。

すなわち、サブトラクション処理を行うには被写体である撮影対象となる部位が動かない状態での撮影が必要となる。被写体が動いてしまうとサブトラクション処理に必要な造影剤注入前後の画像にずれが生じてしまい、適切にサブトラクション（減算）処理ができなくなってしまうからである。

そのため、軟部組織を観察（検査）する場合には、現状では取り回しの容易なカセッテによる撮影が多く、上述したサブトラクション処理が可能な透視像での検査は少ない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来不可能であった動きのある被写体に対するサブトラクション処理を可能とする撮影部位保持具、Ｘ線診断装置、及びＸ線診断画像の生成方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明の特徴は、撮影部位保持具において、被検体の第１の部位を固定する第１の固定具と、撮影対象となる関節部位を第１の部位と挟む被検体の第２の部位を固定する第２の固定具と、第２の固定具が連結される緩衝器と、第２の部位を移動させることで関節部位を屈曲動作させる際の、第２の部位の位置を検出する検出装置と、検出装
置が検出した第２の部位の位置に関する情報をＸ線診断装置へと送信するインターフェイスとを備える。

請求項２に記載の発明の特徴は、撮影部位保持具において、Ｘ線診断装置の寝台の長手方向一辺に取り付けられる取り付け金具と、取り付け金具にその一端が固定され、天板の垂直方向上方に向けて立設される支柱と、支柱の他端に取り付けられ、被検体の第１の部位を固定する第１の固定具と、撮影対象となる関節部位を第１の部位と挟む被検体の第２の部位を固定する第２の固定具と、第２の固定具がその一端に連結され、他端は支柱に固定される緩衝器と、第２の部位を移動させることで関節部位を屈曲動作させる際の、第２の部位の位置を検出する検出装置と、検出装置が検出した第２の部位の位置に関する情報をＸ線診断装置へと送信するインターフェイスとを備える。

請求項５に記載の発明の特徴は、Ｘ線発生部とＸ線検出部とを有する撮影系を備えるＸ線診断装置において、撮影系で撮影された画像情報を基に、画像を生成し記憶する画像演算・記憶部と、画像演算・記憶部にて生成された画像を表示する表示部と、撮影系、画像演算・記憶部、及び表示部を制御するシステム制御部と、被検体の第１の部位を固定する第１の固定具と、撮影対象となる関節部位を第１の部位と挟む被検体の第２の部位を固定する第２の固定具と、第２の固定具が連結される緩衝器と、第２の部位を移動させることで関節部位を屈曲動作させる際の、第２の部位の位置を検出する検出装置と、検出装置が検出した第２の部位の位置に関する情報をＸ線診断装置へと送信するインターフェイスとを備える撮影部位保持具と、を備え、画像演算・記憶部は、画像情報と撮影部位保持具から送信される撮影対象となる関節部位を屈曲動作させる際の、第２の部位の位置に関する情報とを関連付けて記憶するとともに、第２の部位の位置に関する情報が同一である複数の前記画像情報を使用してサブトラクション処理を行う。

請求項７に記載の発明の特徴は、Ｘ線診断画像の生成方法において、被検体の撮影対象となる関節部位を挟む第１の部位及び第２の部位を撮影部位保持具のそれぞれ第１の固定具或いは、第２の固定具に固定するステップと、Ｘ線診断装置を使用して関節部位を撮影する際の条件を設定するステップと、関節部位の撮影に際し、撮影時の撮影部位保持具の位置に関する情報を撮影により取得される画像情報と関連付けて記憶する第１の撮影ステップと、関節部位に対して造影剤を注入するステップと、関節部位の撮影に際し、撮影時の撮影部位保持具の位置に関する情報を撮影により取得される画像情報と関連付けて記憶する第２の撮影ステップと、第１の撮影ステップと第２の撮影ステップにおいて取得された画像情報のうち、撮影部位保持具の位置に関する情報が同一である複数の画像情報を使用して、サブトラクション処理を行うステップとを備える。

本発明の実施の形態における撮影部位保持具を備えるＸ線診断装置の全体構成を示す全体図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における撮影部位保持具の構造を示す全体図である。 本発明の実施の形態におけるＸ線診断画像の生成の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるＸ線診断画像の生成の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＸ線診断画像の撮影の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における撮影部位保持具５０を備えるＸ線診断装置１の全体構成を示す全体図である。Ｘ線診断装置１は、Ｘ線発生部２とＸ線検出部３とから構成される撮影系Ｓと、画像演算・記憶部４と、表示部５と、撮影系Ｓ、画像演算・記憶部４、及び表示部５を制御するシステム制御部６とから構成される。

さらにＸ線診断装置１は、被検体Ｍが撮影の際横臥する寝台Ｂを駆動する機構部７と、この機構部７をシステム制御部６からの指令を受けて制御する機構制御部８も備える。撮影の際には、例えばＸ線診断画像を撮影する技師が操作する操作部９を介して撮影指示がシステム制御部６へと送信され、システム制御部６はその指示に従って、上述したＸ線診断装置１の各部を制御する。

また、Ｘ線診断装置１には、被検体Ｍの、例えば膝の関節部を撮影する際に関節部が特定の方向以外に動くことを禁止する撮影部位保持具５０が連結されている。

図２は、本発明の第１の実施の形態におけるＸ線診断装置１Ａの構成を示すブロック図である。Ｘ線発生部２は、被検体Ｍに対してＸ線を照射するＸ線管２ａと、Ｘ線管２ａから照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器２ｂとを備えている。Ｘ線管２ａは、Ｘ線を発生させる真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を、高電圧発生部１０から供給される高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。Ｘ線絞り器２ｂは、Ｘ線管２ａと被検体Ｍとの間に位置し、Ｘ線管２ａから照射されたＸ線ビームをＸ線検出部３における所定サイズの照射範囲に絞り込む機能を有している。

Ｘ線検出部３は、様々な方式で構成することが可能であるが、本発明の実施の形態におけるＸ線診断装置１においては、検出器が寝台Ｂの天板Ｂ１下に設けられることから、平面形状の検出器が採用されている。平面検出器３ａは、複数の検出素子を有し、これら複数の検出素子によって被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。検出されたＸ線は、図示しない変換器を用いて電気信号へと変換され、後述する画像演算・記憶部４へと送信される。ゲートドライバ３ｂは、システム制御部６からの指令に基づいて、平面検出器３ａの検出素子を駆動する。

画像演算・記憶部４は、画像情報記憶部４ａと画像演算部４ｂとを備えている。被検体Ｍに照射され被検体Ｍを透過してＸ線検出部３にて検出されたＸ線を変換して得られた画像情報は、画像情報記憶部４ａに一旦保存される。本発明の実施の形態においては、後述するように、画像情報記憶部４ａに記憶される画像情報には、併せて、撮影部位保持具５０の第２の固定具の位置に関する情報（以下、このような位置情報を「患部位置情報」と表わす）が関連付けられている。

画像演算部４ｂは、画像情報記憶部４ａに記憶された被検体Ｍの画像情報を基に医用画像を生成する。また、患部位置情報をキーとして同一位置における２枚の画像を用いてサブトラクション処理を行い透視画像を生成する。生成された透視画像は、画像情報記憶部４ａに送信され保存される。

表示部５は、画像演算・記憶部４の画像情報記憶部４ａに記憶されている画像（透視画像）を表示する。また、当該画像の他、例えば、撮影条件を定める際の入力画面等も表示
する。

システム制御部６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され
ており、操作者が操作部９を利用して入力、或いは、設定する条件等に基づいて、撮影系Ｓ、画像演算・記憶部４、表示部５、機構制御部８といったＸ線診断装置１Ａを構成する各ユニットの制御やシステム全体の制御を統括して行う。

機構制御部８は、Ｘ線診断装置１を構成する各駆動部分（機構部７）をシステム制御部６からの指令に基づいて制御する。図２に示すブロック図においては、機構部７には寝台Ｂを駆動する寝台移動機構７ａのみが記載されているが、その他、アーム等、Ｘ線診断装置１Ａの可動部については、機構部７を介して機構制御部８が制御する。寝台移動機構７ａは、例えば、被検体Ｍの撮影に当たって被検体ＭとＸ線発生部２、Ｘ線検出部３との位置を決定するため、寝台Ｂの天板Ｂ１を上下方向に移動させる。

操作部９は、Ｘ線診断装置１Ａの操作者（例えば、検査技師）が各種の操作を入力するキーボード、ジョイスティック、ダイヤル等の入力デバイス、或いは、各種スイッチ等により構成されている。操作者は、操作部９を操作して被検体Ｍに関する情報や各種コマンド、撮影対象部位に対する最適なＸ線照射条件（例えば、Ｘ線管２ａに印加する管電圧、管電流、Ｘ線の照射時間等）の入力を行う。また、表示パネル（表示部５）に撮影系Ｓの位置といった撮影条件の設定画像を表示させる。

図３は、本発明の実施の形態における撮影部位保持具５０の構造を示す全体図である。撮影部位保持具５０は、例えば膝といった四肢の関節に造影剤を注入し、軟部組織を観察する関節腔造影を行う際に使用するものである。このような撮影部位保持具５０を使用するのは、撮影後にサブトラクション処理を行うにあたって、撮影時に撮影対象となる部位を何らかの方法で保持しなければ撮影中に撮影対象となる部位が動いてしまい、適切な画像を撮影することができなくなることを防止する必要があるからである。本発明の実施の形態における撮影部位保持具５０は、Ｘ線診断装置１Ａの寝台Ｂ（天板Ｂ１）に固定されて使用される（図１参照）。

撮影部位保持具５０は、Ｘ線診断装置１Ａの寝台Ｂに取り付けられる取り付け金具５１と、支柱５２と、被検体Ｍの第１の部位Ｍ１を固定する第１の固定具５３と、撮影対象となる関節部位Ｍ２を第１の部位Ｍ１と挟む被検体Ｍの第２の部位Ｍ３を固定する第２の固定具５４と、緩衝器５５と、第２の部位Ｍ３を移動させることで関節部位Ｍ２を屈曲動作させる際の、第２の部位Ｍ３の位置を検出する検出装置５６と、部位位置情報をＸ線診断装置１Ａへと送信するインターフェイス５７とを備える。

なお、本発明の実施の形態においては、膝の部分を撮影対象とする場合を例に挙げて説明する。図３においては、被検体Ｍの脚の一部である膝（関節部位）Ｍ２を中心として第１の部位Ｍ１及び第２の部位Ｍ３の領域を説明の便宜上二点鎖線で示している。また、図３に示す撮影部位保持具５０では、第１の固定具５３に被検体Ｍの膝から腰に続く部分である腿を固定する。すなわち、第１の固定具５３に固定される腿の部分が本発明の実施の形態において示される第１の部位に該当する。

第２の固定具５４には、被検体Ｍの膝から足首に続く部分であるふくらはぎを固定する。すなわち、第２の固定具５４に固定されるふくらはぎの部分が本発明の実施の形態において示される第２の部位に該当する。そして、この第１の部位（腿）と第２の部位（ふくらはぎ）との間に位置する撮影対象たる膝が上述した関節部位Ｍ２に該当する。

取り付け金具５１は、図１に示すようにＸ線診断装置１Ａの寝台Ｂの長手方向一辺に取
り付けられる。具体的には、取り付け金具５１はその断面が凹状に形成されており、この凹部に天板Ｂ１を挟み、図３に示すつまみ５１ａ，５１ａを締めることで、取り付け金具５１（撮影部位保持具５０）が天板Ｂ１（寝台Ｂ）に固定される。図１のＸ線診断装置１Ａにおいては、被検体Ｍが天板Ｂ１上に横臥し、右足が撮影部位保持具５０に固定されている状態が示されている。撮影部位保持具５０は、撮影対象となる部位の撮影に応じて任意の場所に取り付けることが可能である。

なお、撮影部位保持具５０を天板に固定する方法については、つまみ５１ａ，５１ａを利用するだけではなく、寝台Ｂに確実に固定され、撮影に当たって第２の部位が移動しても撮影部位保持具５０が動くことがないように固定できるのであれば、他の方法を採用しても良い。

支柱５２は、取り付け金具５１にその一端が固定され、天板Ｂ１の垂直方向上方に向けて立設される。支柱５２は、第１の固定具５３と第２の固定具５４とを固定するとともに、撮影対象である関節部位Ｍ２を含む第１の部位Ｍ１及び第２の部位Ｍ３を支える。

第１の固定具５３は、支柱５２の他端に取り付けられて、被検体Ｍの第１の部位Ｍ１を固定する。詳しくは、図３に示されているように、支柱５２の他端に固定されているとともに、第１の固定具５３にも固定される連結具５８ａを介して支柱５２の他端に取り付けられる。この連結具５８ａは、回動部５８ｂを備えていることから、撮影部位保持具５０に固定される第１の部位Ｍ１を回動部５８ｂの回転軸に沿って図３の矢印Ａの向きに動かすことが可能である。

これは、撮影部位保持具５０に第１の部位Ｍ１及び第２の部位Ｍ３を固定し、第２の部位Ｍ３を動かすことで撮影対象である関節部位Ｍ２を撮影する。その際、関節部位Ｍ２の動きを撮影するために関節部位Ｍ２を屈曲させる必要があり、関節部位Ｍ２を屈曲させる向きに第２の部位Ｍ３を移動させる。この際、第１の部位Ｍ１についても第２の部位Ｍ３の移動に伴って移動しなければ、撮影対象である関節部位Ｍ２の位置がずれてしまい、サブトラクション処理を行うことが困難となってしまうからである。

また、回動部５８ｂの回転軸は、寝台Ｂの長手方向及び支柱５２のいずれに対しても直交する方向となるように設けられている。これは第２の部位Ｍ３の移動による関節部位Ｍ２の屈曲を円滑にするためである。従って、第２の部位Ｍ３が移動することによって第１の部位Ｍ１（第１の固定具５３）も矢印Ａの向きに動く。また、回動部５８ｂの回転軸を図３の矢印Ａの方向以外に第１の部位Ｍ１が動かないように規定することで、第１の部位Ｍ１が矢印Ａの方向以外に動くことを防止し関節部位Ｍ２の撮影位置がずれることを防いでいる。

第１の固定具５３における直接第１の部位Ｍ１が接触する領域には、第１の部位Ｍ１を固定するための板状部材５３ａが取り付けられている。但し、本発明の実施の形態においては、被検体Ｍへの便宜のため板状部材５３ａがクッション部材で構成されている。また本発明の実施の形態においては、第１の部位Ｍ１を第１の固定具５３に固定する際には、固定部材５３ｂが使用される。図３に示す第１の固定具５３では、固定部材として２本の固定バンド５３ｂ，５３ｂが設けられており、図１に示すように当該固定バンド５３ｂ，５３ｂを用いて第１の固定具５３に第１の部位Ｍ１を固定する。なお、図３に示す固定バンド５３ｂ，５３ｂの長さは短いが、第１の部位Ｍ１を固定するためのもう一方の固定バンド５３ｂ，５３ｂが第１の部位Ｍ１の裏側に隠れているため図３では図示していない。

但し、第１の部位Ｍ１を第１の固定具５３にどのように固定するかについては、様々な方法を採用することができる。また、固定バンド５３ｂ，５３ｂは、第１の部位Ｍ１を２
カ所で固定するようにされているが、固定箇所の数は特に問わない。

第２の固定具５４は、第２の部位Ｍ３を固定する。第２の部位Ｍ３が載置される板状部材５４ａや第２の部位Ｍ３を固定する固定部材５４ｂに関しては、第１の固定具５３において説明した通りである。

なお、撮影対象である関節部位Ｍ２を直接保持せず、関節部位Ｍ２の両側（第１の部位Ｍ１及び第２の部位Ｍ３）を保持して固定するのは、撮影の際、撮影部位保持具５０が映り込まないようにするためである。

第２の固定具５４は、緩衝器５５の一端に連結されている。また、緩衝器５５の他端は、支柱５２に固定されている。緩衝器５５は、いわゆるダンパー構造とされており、第２の部位Ｍ３が動くことによって、連結具５８ａの回動部５８ｂが回転し図３に示す矢印Ｂの方向、すなわち、寝台Ｂの長手方向への移動へと変換される。

緩衝器５５は第２の固定具５４、及び支柱５２に連結される。緩衝器５５は第２の部位Ｍ３を移動させて関節部位Ｍ２を屈曲させる動きに応じて、矢印Ｂの方向に伸縮する。伸縮する際には、緩衝器５５の他端が支柱５２に固定されていることから、第２の固定具５４と連結される一端側が移動する。

緩衝器５５がダンパー構造を採用し、第２の固定具５４及び支柱５２に連結されて固定されることで、関節部位Ｍ２を屈曲させるために第２の部位Ｍ３を移動させて緩衝器５５が縮む際、適度な抵抗が第２の部位Ｍ３に付加される。これにより、被検体Ｍが第２の部位Ｍ３を移動させる際、第２の部位Ｍ３を急激に移動させることを防止することができる。従って、屈曲する撮影対象である関節部位Ｍ２を適切な移動速度で撮影することが可能となる。

また、ダンパー構造であるため、関節部位Ｍ２を屈曲させるために第２の部位Ｍ３を移動させる際、ゆっくりと移動させることによって発生する第２の部位Ｍ３の振動を吸収することができる。これは、撮影対象である関節部位Ｍ２が振動することを防止できることにつながるため、ぶれを抑えた明瞭な撮影画像を取得することが可能となる。

緩衝器５５の第２の固定具５４と連結される一端側外部には、緩衝器５５の伸縮、すなわち、第２の部位Ｍ３を移動させることで関節部位Ｍ２を屈曲動作させる際の、第２の部位の位置（以下、このような位置を「患部位置」と表わす）を検出する検出装置５６が設けられている。

検出装置５６は、緩衝器５５の外部に固定される歯切りされたラック５６ａと、当該ラック５６ａと噛み合うギア５６ｂとから構成される。緩衝器５５の伸縮に伴ってラック５６ａも矢印Ｂの方向に移動する。ギア５６ｂは、支柱５２等に固定されていることから、ラック５６ａが矢印Ｂの方向に移動することに伴って矢印Ｃ方向に回転する。本発明の実施の形態においては、ギア５６ｂにはその回転を計測する、例えばエンコーダが取り付けられており、緩衝器５５の伸縮、すなわち、患部位置を計測することが可能とされている。なお、検出装置５６の構成については、上述した構成に限らず、例えば、レーザ変位計等を利用することも可能である。

検出装置５６が検出した第２の部位Ｍ３の位置（患部位置）に関する情報（患部位置情報）は、インターフェイス５７を介してＸ線診断装置１Ａへと送信される。患部位置情報は、どのようなプロトコルでＸ線診断装置１Ａへと送信されても良い。

図４及び図５は、本発明の実施の形態におけるＸ線診断画像の生成の流れを示すフローチャートである。なお、特に図４のフローチャートでは、Ｘ線診断装置１Ａの機能だけではなく、撮影全体の流れを示すために、例えば、患部を固定といった、人の手が介在する動きについても示している。

まず、被検体Ｍが寝台Ｂ（天板Ｂ１）上に横臥する。併せて撮影対象である関節部位Ｍ２（ここでは膝。以下、適宜「患部」とも表わす）を固定する（ＳＴ１）。ここで「固定する」とは、撮影対象である関節部位Ｍ２を直接固定することを示すのではなく、あくまでも撮影部位保持具５０に第１の部位Ｍ１及び第２の部位Ｍ３をそれぞれ第１の固定具５３、第２の固定具５４に固定することを示している。固定されると、例えば、図１に示すような状態となる。なお、図４に示すフローチャートには示していないが、操作者が操作部９を利用して、撮影条件等が事前に入力されている。

ここで第１の撮影（１回目の撮影）が行われる。この１回目の撮影では、関節部位Ｍ２に造影剤は注入されない。すなわち、マスク像の収集（撮影）が行われる。この１回目の撮影では、関節部位Ｍ２にＸ線を照射し続けている間に第２の部位Ｍ３を移動させて関節部位Ｍ２を屈曲させ、関節部位Ｍ２の変化を連続して動画として撮影する（図５のＳＴ２１）。

被検体Ｍを透過したＸ線を検出した平面検出器３ａは、検出されたＸ線を画像情報に変換した後、画像情報記憶部４ａに送信し画像情報記憶部４ａにて記憶（保存）する。また併せて撮影部位保持具５０からは、第２の部位Ｍ３の移動に伴って検出装置５６において検出される患部位置情報が画像情報記憶部４ａへと送信される（ＳＴ２２）。そこで、画像情報記憶部４ａでは、Ｘ線検出部３から送信されるマスク像の画像情報と、当該画像情報に対応する患部位置情報を互いに関連付けて記憶する（ＳＴ２３）。上述したようにマスク像は動画で撮影しているが、動画はそもそも複数の静止画の集合体であることから、患部位置情報はこの個々の静止画に紐づけられる。

ここでＸ線検出部３において検出、変換された画像情報に、撮影部位保持具５０からの患部位置情報を関連付けて画像情報記憶部４ａに記憶させるのは、１回目の撮影にて得られた画像情報と２回目の撮影にて得られた画像情報とを利用して後述するサブトラクション処理を行うためである。

次に、第２の撮影（２回目の撮影）を行うための準備を行う。具体的には関節部位Ｍ２に造影剤を注入する（ＳＴ３）。造影剤を注入した後、適切な時に２回目の撮影を行う（ＳＴ４）。この２回目の撮影では、サブトラクション処理に必要な、いわゆるサブ像を取得することを目的としている。なお、２回目の撮影においても関節部位Ｍ２にＸ線を照射し続けている間に第２の部位Ｍ３を移動させて関節部位Ｍ２を屈曲させ、関節部位Ｍ２の変化を連続して動画として撮影する。

このサブ像も画像情報記憶部４ａに記憶されるが、メイン像を記憶する際と同様、記憶に当たってはサブ像に対応する患部位置情報を関連付ける（図５に示すＳＴ４１ないしＳＴ４３）。以上説明した２回の撮影でそれぞれの患部位置情報が関連付けられたメイン像とサブ像とが画像情報記憶部４ａに記憶される。

次に、これらメイン像とサブ像を利用して画像演算部４ｂにおいてサブトラクション処理が行われる（ＳＴ５）。サブトラクション処理は、上述したように、造影剤注入前後に撮影された画像（メイン像とサブ像）を利用して減算処理を行うことで撮影対象を明確に表示させる処理方法である。但し、これまでは、関節部位Ｍ２の撮影ではＸ線撮影に当たって撮影対象が確実に固定されず処理に適切な画像を取得できなかったことと、また、取
得できたとしても造影剤注入前後で同じ画像、すなわち相違点は造影剤注入の有無のみであり対象の撮影位置は同一である必要があるが、その同一性を確保することが困難であったために関節部位に対してはサブトラクション処理がなされてこなかった。

本発明の実施の形態においては、撮影されたメイン像及びサブ像のいずれについても、１枚１枚の画像それぞれに撮影時の患部位置情報が関連付けられて記憶されている。従って、メイン像とサブ像といった違いはあるものの、同一の患部位置情報をもつメイン像とサブ像を利用すれば、両者の撮影位置に相違はなく、メイン像とサブ像の違いは造影剤注入の有無のみとなり、サブトラクション処理を行うことが可能となる。

画像演算部４ｂにおいてサブトラクション処理が行われ、サブトラクションされた透視像が生成されると、当該透視像は画像情報記憶部４ａに記憶される。そして操作者の指示（システム制御部６の指示）に基づいて画像情報記憶部４ａから該当する透視像が読み出され表示部５に当該透視像が表示される（ＳＴ６）。

以上説明した通り、Ｘ線撮影によって取得される画像に撮影対象の位置を表わす患部位置情報を関連付けて保存し、サブトラクション処理を行う際にこの患部位置情報をキーとして処理することで、従来不可能であった動きのある被写体に対するサブトラクション処理を可能とする撮影部位保持具、Ｘ線診断装置、及びＸ線診断画像の生成方法を提供することが可能となる。

また、サブトラクション処理を利用して骨等不要な陰影を除去することが可能となるため、撮影対象近傍の骨が写ってしまうことを防止するために骨を避けて撮影しなければならないといった制約をなくすことができる。

さらに、撮影部位保持具を使用することで、撮影の際に撮影対象を固定する際の煩雑さや撮影の際の不要な動きを抑制することができることから、準備、撮影といった一連の流れをスムーズに進めることが可能となる。

特に、撮影部位保持具を使用すると、第２の部位は特定の方向（関節部位の屈曲方向）にのみ移動することができその他の方向には動くことができず、撮影対象である関節部位も特定方向以外の動きが制限されることから、連続して撮影（動画として撮影）し関節部位を動きのある像として観察することができる。

（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

図６は、本発明の第２の実施の形態におけるＸ線診断装置１Ｂの構成を示すブロック図である。当該構成で第１の実施の形態におけるＸ線診断装置１Ａと相違するのは、システム制御部６との間で情報のやり取りを行う記憶部１１が設けられている点である。

第２の実施の形態における記憶部１１には、撮影対象となる関節部位Ｍ２の撮影位置が予め記憶される。すなわち、上述したようにサブトラクション処理なされた関節部位Ｍ２を動画で観察することができるが、動画での画像収集のためには、撮影の間常時Ｘ線を患部に照射していなければならない。これは撮影のためには必要であるといいつつも、患部の被曝という面からは決して好ましいものではない。また、関節部位Ｍ２の観察に必要な動きを表示させるために必要とされる画像は、短時間の撮影（第２の部位Ｍ３の少ない移動量）で取得できる場合もある。

そこで、第２の実施の形態においては、予め記憶部１１に撮影対象となる関節部位Ｍ２の撮影予定となる位置を記憶させておく。上述したようにシステム制御部６は、Ｘ線発生部２に対して患部へのＸ線照射の指令を出すが、システム制御部６は、記憶部１１に記憶されている関節部位Ｍ２の撮影予定となる位置に関する情報（以下、「撮影位置情報」と表わす）と撮影部位保持具５０から送信される撮影中の患部位置情報とを比較し、患部位置情報が撮影位置情報に合致した時にＸ線発生部２に対して患部へのＸ線照射の指令を出すこととする。

図７は、本発明の第２の実施の形態におけるＸ線診断画像の撮影の流れを示すフローチャートである。まず、撮影条件の設定が行われる（ＳＴ３１）。ここにいう「撮影条件」とは、上述したＸ線照射条件（例えば、Ｘ線管２ａに印加する管電圧、管電流、Ｘ線の照射時間等）を含み、併せて、撮影対象となる関節部位Ｍ２の撮影位置に関する情報（撮影位置情報）も含まれる。

設定された撮影位置情報を含むＸ線照射条件（撮影条件）は、記憶部１１に記憶（保存）される（ＳＴ３２）。この状態で、実際の撮影に入る。

撮影に当たっては、実際に関節部位Ｍ２にＸ線を照射することなく被検体Ｍに関節部位Ｍ２を動かしてもらう（本発明の実施の形態においては、被検体Ｍには第２の部位Ｍ３を移動させて関節部位Ｍ２である膝を屈曲してもらう）。上述したが、この状態ではまだシステム制御部６はＸ線発生部２に対して患部へのＸ線の照射を指示していない。なお、関節部位Ｍ２の移動開始時からの撮影が必要であるとして撮影位置情報がそのように規定されている場合には、もちろん第２の部位Ｍ３の移動が開始される時点からＸ線の照射が開始されるのは言うまでもない。

システム制御部６では、記憶部１１に記憶されている撮影位置情報を読み出す（ＳＴ３３）。一方、撮影部位保持具５０の検出装置５６からは、第２の部位Ｍ３を移動させることで関節部位Ｍ２が屈曲するが、その第２の部位Ｍ３の位置の情報（患部位置情報）がシステム制御部６に入力される（ＳＴ３４）。検出装置５６が検出した患部位置情報は、画像情報記憶部４ａのみならず、第２の実施の形態においてはシステム制御部６に対しても送信される。

システム制御部６では、集まった撮影位置情報と患部位置情報とを比較して、撮影位置情報が撮影部位保持具５０から送信される患部位置情報と合致するか否か判断する（ＳＴ３５）。両者が合致しない場合は（ＳＴ３５のＮＯ）、被検体Ｍが第２の部位Ｍ３を移動させているが、未だ撮影したい位置まで到達していないと判断することができる。従って、被検体Ｍによる第２の部位Ｍ３を移動（患部位置情報）が撮影位置情報と合致するまでシステム制御部６はそのまま待機する。そのため、Ｘ線発生部２に対しては撮影の指令（Ｘ線照射の指令）は出さない。

撮影位置情報が患部位置情報と合致する場合には（ＳＴ３５のＹＥＳ）、システム制御部６は、Ｘ線発生部２に対して撮影の指令（Ｘ線照射の指令）を送信する（ＳＴ３６）。併せて高電圧発生部１０に対してもＸ線発生部２に対して高電圧を印加するように指令する。

その後システム制御部６は、記憶部１１に記憶された全ての撮影位置情報に関する撮影が終了したか否かを判断する（ＳＴ３７）。まだ撮影が必要な位置が残っている場合には、ステップＳＴ３５に戻って、全ての撮影位置について撮影が終了するまで上述した流れを繰り返す。

以上説明した通り、被検体に対する撮影を行う際、撮影画像を取得するに当たって被検体の関節部位の移動に合わせて撮影の最初から最後までＸ線を照射して撮影を行うのではなく、予め必要とされる位置に関節部位が移動した場合に限ってＸ線を照射し、その他の位置ではＸ線の照射を行わないように制御することで、被検体に対する無用なＸ線照射を回避することができる。その結果、被検体の不要な被曝を減らすことのできる撮影部位保持具、Ｘ線診断装置、及びＸ線診断画像の生成方法を提供することが可能となる。

併せて、第１の実施の形態において説明した、Ｘ線撮影によって取得される画像に撮影対象の位置を表わす患部位置情報を関連付けて保存し、サブトラクション処理を行う際にこの患部位置情報をキーとして処理することで、従来不可能であった動きのある被写体に対するサブトラクション処理を可能とする撮影部位保持具、Ｘ線診断装置、及びＸ線診断画像の生成方法を提供することが可能となる、との効果を奏することはもちろんである。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ Ｘ線診断装置
２ Ｘ線発生部
３ Ｘ線検出部
４ 画像演算・記憶部
５ 表示部
６ システム制御部
７ 機構部
８ 機構制御部
９ 操作部
１０ 高電圧発生部
１１ 記憶部
５０ 撮影部位保持具
５１ 取り付け金具
５２ 支柱
５３ 第１の固定具
５４ 第２の固定具
５５ 緩衝器
５６ 検出装置
５７ インターフェイス

Claims (8)

1. 被検体の第１の部位を固定する第１の固定具と、
   撮影対象となる関節部位を前記第１の部位と挟む前記被検体の第２の部位を固定する第２の固定具と、
   前記第２の固定具が連結される緩衝器と、
   前記第２の部位を移動させることで前記関節部位を屈曲動作させる際の、前記第２の部位の位置を検出する検出装置と、
   前記検出装置が検出した前記第２の部位の位置に関する情報をＸ線診断装置へと送信するインターフェイスと、
   を備えることを特徴とする撮影部位保持具。
2. Ｘ線診断装置の寝台の長手方向一辺に取り付けられる取り付け金具と、
   前記取り付け金具にその一端が固定され、天板の垂直方向上方に向けて立設される支柱と、
   前記支柱の他端に取り付けられ、被検体の第１の部位を固定する第１の固定具と、
   撮影対象となる関節部位を前記第１の部位と挟む前記被検体の第２の部位を固定する第２の固定具と、
   前記第２の固定具がその一端に連結され、他端は支柱に固定される緩衝器と、
   前記第２の部位を移動させることで前記関節部位を屈曲動作させる際の、前記第２の部位の位置を検出する検出装置と、
   前記検出装置が検出した前記第２の部位の位置に関する情報をＸ線診断装置へと送信するインターフェイスと、
   を備えることを特徴とする撮影部位保持具。
3. 前記第２の固定具と前記緩衝器とは、両者の間において前記第２の固定具を前記関節部位の屈曲方向にのみ回動自在とさせる連結具を用いて連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮影部位保持具。
4. 前記第１の固定具と前記支柱とは、両者の間において前記第１の固定具を前記関節部位の屈曲方向にのみ回動自在とさせる連結具を用いて連結されていることを特徴とする請求項２に記載の撮影部位保持具。
5. Ｘ線発生部とＸ線検出部とを有する撮影系を備えるＸ線診断装置において、
   前記撮影系で撮影された画像情報を基に、画像を生成し記憶する画像演算・記憶部と、
   前記画像演算・記憶部にて生成された画像を表示する表示部と、
   前記撮影系、前記画像演算・記憶部、及び前記表示部を制御するシステム制御部と、
   請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の撮影部位保持具と、
   を備え、
   前記画像演算・記憶部は、前記画像情報と前記撮影部位保持具から送信される撮影対象となる関節部位を屈曲動作させる際の、第２の部位の位置に関する情報とを関連付けて記憶するとともに、前記第２の部位の位置に関する情報が同一である複数の前記画像情報を使用してサブトラクション処理を行うことを特徴とするＸ線診断装置。
6. 前記Ｘ線診断装置は、さらに、
   撮影予定の関節部位の位置情報を記憶する記憶部を備え、
   前記システム制御部は、前記撮影部位保持具から送信される前記第２の部位の位置に関する情報と前記記憶部に記憶されている前記撮影予定の関節部位の位置情報とを比較し、前記第２の部位の位置に関する情報が前記撮影予定の関節部位の位置情報に合致した時に、前記Ｘ線発生部に対して撮影指示を出すことを特徴とする請求項５に記載のＸ線診断装
   置。
7. 被検体の撮影対象となる関節部位を挟む第１の部位及び第２の部位を撮影部位保持具のそれぞれ第１の固定具或いは、第２の固定具に固定するステップと、
   Ｘ線診断装置を使用して前記関節部位を撮影する際の条件を設定するステップと、
   前記関節部位の撮影に際し、撮影時の前記撮影部位保持具の位置に関する情報を撮影により取得される画像情報と関連付けて記憶する第１の撮影ステップと、
   前記関節部位に対して造影剤を注入するステップと、
   前記関節部位の撮影に際し、撮影時の前記撮影部位保持具の位置に関する情報を撮影により取得される画像情報と関連付けて記憶する第２の撮影ステップと、
   前記第１の撮影ステップと前記第２の撮影ステップにおいて取得された画像情報のうち、前記撮影部位保持具の位置に関する情報が同一である複数の画像情報を使用して、サブトラクション処理を行うステップと、
   を備えることを特徴とするＸ線診断画像の生成方法。
8. 前記第１の撮影ステップ、及び前記第２の撮影ステップにおける前記関節部位の撮影に関して、
   撮影予定の関節部位の位置情報が予め記憶部に記憶されるステップと、
   前記撮影予定の関節部位の位置情報と前記撮影部位保持具から送信される前記第２の部位の位置に関する情報とを比較し、両位置情報が合致した時にシステム制御部がＸ線発生部に対して撮影指示を出すステップと、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載のＸ線診断画像の生成方法。
   
   
   
   
   
   
   
   

Images