JP2013192658A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線診断装置において、検査に影響を与えずに処理を実行しながら、画像処理ＰＣの負荷を抑えた状態でかつ短時間に透視画像の圧縮、または展開を行うことを可能にする技術を提供する。
【解決手段】被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、Ｘ線検出部から出力された信号に基づいて透視画像を生成する画像処理部と、透視画像の画像データを記憶する画像記憶部と、画像記憶部に記憶された画像データの圧縮処理、及び展開処理を行う透視画像圧縮展開部と、を有し、圧縮処理、又は前記展開処理の少なくとも一方は、画像処理部による画像処理後に実行されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、透視画像を記録するＸ線診断装置に関する。

通常、嚥下部の造影剤流動確認は、連続的なＸ線撮影を行ってその動画像を取得する事が多い。しかし、造影剤が流れる時間が短いためＸ線撮影を開始するタイミングが難しい事がある。患者が造影剤を飲むタイミングと撮影タイミングを誤ると、造影剤が流れる前から撮影が開始される場合、造影剤が流れ切ってしまった後に撮影されてしまう虞がある。この場合、読影する上で意味の無い画像が取得されてしまい、患者にとっては無効被曝となってしまう。

この様な場合には、Ｘ線透視を用いて透視画像を記録する事により解決できる。Ｘ線透視はＸ線撮影に比べ、低線量によるＸ線照射となるため、長時間の照射が可能となる。また、透視画像は１秒間に３０枚の画像を取得することができるため、造影剤の流動の確認に適している。Ｘ線透視を行いながら、造影剤を流し、その画像を記録することで、必要な画像を取得する事ができる。

但し、この透視画像は、動画像であるために画像データ量が大きくなり、容量の大きな記録媒体が必要となる。

従来、Ｘ線透視画像を記録する場合には、ビデオデッキ等にアナログデータとして保存していたが、ハードディスク等の記録媒体の大容量化により、ＰＣ内にデジタルデータとしてＸ線透視画像を記録する事が可能となった。デジタルデータであるため、１シリーズ（記録開始から終了までの記録画像）単位で保存する事が可能となっており、多数のシリーズを保存する事が可能である（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１１−７８６９１号公報

しかしながら、ＰＣ内の記録媒体が大容量化されたと言えども、記録媒体は有限の記録容量であるため、限定的な容量を効率よく使用する必要がある。そのためには、透視画像のデータを圧縮する必要があるが、データ圧縮処理を行った場合には画像処理ＰＣのＣＰＵ負荷が高まり、レスポンスの低下や不具合発生率の上昇が発生する可能性がある。また、データ圧縮処理は、短時間に実行されることが要求される。このため、画像処理ＰＣのＣＰＵ負荷を高めずに、かつ、短時間に透視画像を圧縮する必要がある。

また、圧縮した透視画像を参照画像として閲覧する場合には、圧縮画像を元の画像に戻す展開処理が必要となる。この場合にもＣＰＵ負荷の上昇が発生し上記と同様な課題が生じる。

そこで、本発明の目的は、検査に影響を与えずに処理を実行しながら、画像処理ＰＣの負荷を抑えた状態でかつ短時間に透視画像の圧縮、または展開を行うことを可能にする技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明になるＸ線診断装置の主な特徴は以下の通りである。

被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、Ｘ線検出部から出力された信号に基づいて透視画像を生成する画像処理部と、透視画像の画像データを記憶する画像記憶部と、画像記憶部に記憶された画像データの圧縮処理、及び展開処理を行う透視画像圧縮展開部と、を有し、圧縮処理、又は前記展開処理の少なくとも一方は、画像処理部による画像処理後に実行されることを特徴とする。

本発明によれば、画像処理ＰＣの負荷を抑えた状態でかつ短時間に透視画像の圧縮・展開を行う事で、検査に影響を与えずに処理する事が可能となる。また、有限の記録容量を効率的に使用する事が可能となる。

本実施形態の全体を示すブロック図である。 展開処理に関するフローチャートを示す図である。 圧縮率を画像位置に応じて変化させる一例を示す図である。

図１は本発明のＸ線診断装置の構成例を示す図である。ここで、図で示す各構成要素は、Ｘ線管１とテーブル４とＸ線平面検出器５以外は、図中で示す信号との結線関係を確保できれば、特に図中で示す配置に拘ることなく配置して構わない。また、図中で示す実線の矢印は、各構成要素から出力される信号、あるいは情報の流れを示し、点線で示す矢印は、Ｘ線の照射方向を示している。

本発明のＸ線診断装置は、Ｘ線照射部２０と、Ｘ線検出部３０と、透視画像圧縮展開部４０と、画像処理部７と、入力部１０と、画像記憶部１１とを備え、さらに、テーブル４と、画像表示装置８と、システム制御装置９とを含む装置から構成される。

上記Ｘ線照射部２０は、Ｘ線を照射するＸ線管１と、Ｘ線管１に対して高電圧を印加するためのＸ線発生器２と、Ｘ線発生器２の制御を行うＸ線制御装置３とから構成され、上記Ｘ線検出部３０は、Ｘ線管１と対向配置されたＸ線平面検出器５と、検出された画像を読み出すＸ線平面検出器制御装置６とから構成され、透視画像圧縮展開部４０は、透視画像の圧縮・展開処理の制御を行う圧縮展開制御装置１２と、透視画像の圧縮処理を行う透視画像圧縮装置１３と、透視画像の展開処理を行う透視画像展開装置１４とから構成され、上記入力部１０は、照射スイッチ（図示せず）などを有して構成される。

なお、上記システム制御装置９はテーブル４に対する制御を行い、上記画像記憶部１１は透視画像を記録し、上記画像表示装置８は画像を表示し、上記画像処理部７は読み出した画像に対して種々の画像処理を行うものとする。

また以下に述べる画像処理部７による画像処理とは、被検体にＸ線を照射することで取得したＸ線データを単に保存すること、または、その保存に加えてさらにＸ線データから透視画像を生成することである。

＜実施例１＞
ここで、実施例１について図１を用いて説明する。

以下で説明する検査フローの標準的な流れは、まず、患者をテーブル４の上に載せ、造影剤を飲ませる。造影剤を嚥下する前に、Ｘ線装置の入力部１０に具備される照射スイッチを「ＯＮ」状態にする。次に、造影剤の嚥下に伴い、透視画像を獲得する。次に、関心領域の撮影を開始し、撮影が完了すると、照射スイッチを「ＯＦＦ」にする。これで、検査が終了する場合もあり、またこの一連の流れが繰り返される場合もある。検査が終了すると、患者からＸ線発生器を遠ざけてＸ線装置から患者が離れる。

なお、次の患者の検査まで待ち時間があるが、この時間内は、Ｘ線の照射スイッチは切断状態にある。

先ず、透視画像の圧縮処理に関して説明する。画像処理部７の負荷状態が「検査に影響しない状態」とは、少なくとも「Ｘ線を出さない状態」を指すものとする。このため、「Ｘ線を出さない状態」となる以下の場合に透視画像の圧縮を行う事で、検査時に影響を与えずに処理する事ができる。

以下に、Ｘ線を出さない状態に関して具体的に説明する。

（１）照射スイッチがＯＦＦの場合
（２）検査待ち時間（検査が終了した場合）
（３）装置を大幅に移動させた場合（患者から離れた外側に移動した時など）
（１）の照射スイッチの状態（ＯＮかＯＦＦか）は、入力部１０がシステム制御装置９に接続されているため、容易に判断が可能である。この場合、照射スイッチがＯＮになった時点で圧縮処理が完了していない場合は、一旦、圧縮処理を中止し、再度照射スイッチがＯＦＦになった時点で圧縮処理を再開する。

（２）の検査待ち時間の状態は、画像処理部７から検査終了の通知がシステム制御装置９に行われるため判断が可能である。検査が開始された場合は（１）と同様に圧縮処理が未完了の場合には処理を中断させる。

（３）の装置を大幅に移動させた場合とは、テーブル４を一定距離以上移動させた場合、あるいはＸ線管支持部を移動させた場合、または、移動型Ｘ線診断装置の場合には装置全体を一定距離以上移動させた状態を示す。移動型Ｘ線診断装置には装置を移動させるための車輪が備わっているため、車輪の回転数を測定する事で移動距離を算出する事が可能である。

次に、透視画像の展開処理に関して説明する。展開処理は、既に画像記憶部１１に保存された圧縮画像を画像処理部７に読み込む際に行われる。この画像は、検査対象の患者の参照画像として扱われる。現在、検査の予約リストを装置に入力する手段が一般的に設けられている。このため、予約リストに記載されている予定患者の過去画像を予め展開処理しておくことで、検査中に画像処理装置を高負荷にする事無く過去画像の閲覧が可能となる。

本処理のフローチャートを図２に示す。

(i) 透視画像の展開処理の開始、
(ii) 当日の検査予定リストを入力する（Ｓ２００）、
(iii) 検査予定リストに含まれる患者データを抽出する（Ｓ２０１）、
(iv) 該当データを展開（圧縮の解凍）し、一時保管装置に保存する（Ｓ２０２）、
(v) 表示指示があった際に、展開済みデータを使用する（Ｓ２０３）、
(vi) 透視画像の展開処理の終了。

上述した圧縮展開処理は、画像処理後に実行される。すなわち、同一装置によって取得した画像データの処理にあっては、圧縮展開処理の対象となる画像データは、圧縮展開処理の前に取得されている。

一方、他の装置によって取得した画像データの処理にあっては、圧縮展開処理は、本装置の画像処理部による画像処理を行っている期間を除くものとする。それは、他の装置によって取得した画像データを本装置の画像記憶部に保存し、その画像記憶部に保存された画像データの圧縮展開処理は、本装置の画像処理部をよる画像処理を行う前であっても実施可能だからである。

＜実施例２＞
次に、実施例２に関して説明する。実施例１では「検査に影響しない状態」すなわち、「Ｘ線を出さない状態」にて、圧縮・展開処理を行う事で、検査中に画像処理装置が高負荷になる事を回避している。

一方、実施例２では、「Ｘ線を出さない状態」に拘わらずに、圧縮及び展開の処理時間を短くすることを目的としている。

図３に示すように、画像を一定領域に分割し、それぞれの領域毎に圧縮率を変化させる。圧縮率の変化は、例えば、画像中心Ｍ１は、通常、関心領域に該当するので低圧縮率とし、画像周辺Ｍ２は、関心領域以外に該当するので高圧縮率とする。同一圧縮率の領域に関しては、並列に圧縮する事が可能となる。

なお、圧縮率は、一般的な定義に従い、例えば圧縮後のデータのビット数を圧縮前のデータのビット数で除した値を指すものとする。従って、低圧縮率は、圧縮前のデータのビット数と圧縮後のデータのビット数の差は小さいが、情報の欠損は少ない。

一方、高圧縮率は、圧縮前のデータのビット数と圧縮後のデータのビット数の差は大きく、圧縮後の情報の欠損は多くなっている。

検査者（又は操作者、以下同様）は、先ず関心領域を決定し、次に高圧縮率にするか低圧縮率にするかは、さらに圧縮率の設定値は、入力装置、例えば、画像表示装置８に具備された端末などから入力し決定することができる。

また、画像表示装置８に表示されるプレビュー画面を見ながら、検査者が適宜、圧縮率の設定値を決定しても良い。

圧縮率に関しては、予め画像処理部７などに具備する記憶部にその値を記憶させておいても良い。

＜実施例３＞
次に、第３の実施例に関して説明する。本実施例は、関心領域以外の画像に対する圧縮処理は、非可逆圧縮する事を特徴としている。ここで、非可逆圧縮とは、圧縮する際に一部の情報を欠損させる事で圧縮率を高める方法である。一方、可逆圧縮は、圧縮する際に情報の欠損をさせる事なく圧縮する方法である。

非可逆圧縮を行った後の画像は、画像情報が欠損しているため、この非可逆圧縮した画像を展開処理した際には、元の画像とは完全には一致しない。

しかしながら、画像情報が欠損しない可逆圧縮と比べると高い圧縮率を得る事ができる。一般的に画像の中心を観察対象とするため、その周りは情報が欠損していたとしても大きな問題にはならない。関心領域は、手動で設定しても良いし、Ｘ線条件を算出するために用いる領域と同一としても良い。

＜実施例４＞
次に、第４の実施例に関して説明する。本実施例は、検査部位に応じて可逆・非可逆圧縮を変更する事を特徴としている。例えば、整形部位においては骨折状態を知るために用いられるため、若干の画質低下が生じても問題無く観察が可能である。このため、整形部位は画質低下が生じる非可逆圧縮を適用しても構わない。

一方、整形部位とは逆に、胸部等では、微細な腫瘍・ガイドワイヤ等を観察する必要があり、画質低下は大きな問題となってしまう。従って、胸部部位は画質低下が生じない可逆圧縮を適用する事ができる。各部位の設定値に、圧縮方法を選択可能とする事で本発明を実現できる。

圧縮方法を可逆にするか非可逆にするかは、入力装置、例えば、画像表示装置８に具備された端末などから検査者の判断で決定することができる。

また、画像表示装置８に表示されるプレビュー画面を見ながら、検査者が適宜、部位に適した圧縮方法、すなわち可逆にするか非可逆にするかを決定しても良い。

可逆にするか非可逆にするかに関しては、予め画像処理部７などに具備する記憶部に部位に応じて記憶させておいても良い。

１…Ｘ線管、２…Ｘ線発生器、３…Ｘ線制御装置、４…テーブル、５…Ｘ線平面検出器、６…Ｘ線平面検出器制御装置、７…画像処理部、８…画像表示装置、９…システム制御装置、１０…入力部、１１…画像記憶部、１２…圧縮展開制御装置、１３…透視画像圧縮装置、１４…透視画像展開装置、２０…Ｘ線照射部、３０…Ｘ線検出部、４０…透視画像圧縮展開部。

Claims (8)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線検出部から出力された信号に基づいて透視画像を生成する画像処理部と、前記透視画像の画像データを記憶する画像記憶部と、前記画像記憶部に記憶された画像データの圧縮処理、及び展開処理を行う透視画像圧縮展開部と、を有し、
   前記圧縮処理、又は前記展開処理の少なくとも一方は、前記画像処理部による画像処理後に実行されることを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記画像処理部による画像処理は、前記被検体にＸ線を照射することで取得したＸ線データを保存すること、あるいは該Ｘ線データの保存に加え、保存したＸ線データから透視画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記透視画像圧縮展開部による画像データの圧縮処理は、前記透視画像の領域に応じて圧縮率が決定されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
4. 前記透視画像の関心領域の圧縮率は、前記透視画像の関心領域以外の圧縮率より低いことを特徴とする請求項３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記関心領域以外の圧縮処理は、非可逆圧縮を用いて行われることを特徴とする請求項４に記載のＸ線診断装置。
6. 前記関心領域の設定は、操作者により、画像表示部に表示された透視画像を用いて行うことを特徴とする請求項４に記載のＸ線診断装置。
7. 前記透視画像圧縮展開部による画像データの圧縮処理は、前記被検体の部位に応じて圧縮率が決定されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
8. 前記圧縮処理は、前記被検体の部位に応じて、可逆圧縮、又は非可逆圧縮の何れか一方を用いて行われることを特徴とする請求項７に記載のＸ線診断装置。

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