JP5293920B2 - Ｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、Ｘ線管およびＸ線検出器を互いに反対向きに移動させつつ、Ｘ線管から前記被検体に対してＸ線を順次照射してその都度前記被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、複数の投影画像を再構成処理して被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、再構成処理の間にプレビュー画像を生成するＸ線断層撮影装置に関するものである。

Ｘ線断層撮影装置の１つとして、被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成し、モニタに表示するように構成された装置が知られている。このＸ線断層撮影装置は、互いに対向配置されたＸ線管およびＸ線検出器を備えており、Ｘ線管およびＸ線検出器を、被検体を挟んで、Ｘ線のビームの中心とＸ線検出器の中心が常に一致するように互いに反対方向に同期移動させながら、順次Ｘ線官からＸ線を照射し、その都度被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出する。さらに、Ｘ線断層撮影装置は、Ｘ線検出器からの出力を信号処理し、Ｘ線照射毎に投影画像を撮影し、撮影した複数の投影画像を再構成処理することによって被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成し、モニタに表示する。

そして、この投影画像の再構成処理には、通常、５〜１０分を要していた。ところが、Ｘ線照射条件の設定が適切であったかどうか等、撮影がうまく行われたかどうかは、再構成処理後にモニタ表示される断層像を見るまで確認することができず、したがって、撮影が失敗し、再度撮影を行わねばならない場合に、極めて効率が悪いという問題を生じていた。

この問題を解消すべく、撮影された投影画像の再構成処理の間に、これらの投影画像から選択したいくつかの投影画像を用いて再構成処理を行うことによってプレビュー画像を生成し、所期の断層像が得られる前にプレビュー画像をモニタに表示することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

しかしながら、この構成によっても、プレビュー画像がモニタ表示されるまでに待ち時間がかかって、撮影がうまく行われたかどうかの確認をすぐにできず、オペレータ（技師や医師等）のイライラ感がつのっていた。

特開２００２−３６５２３９号公報 特開２００４−２６７６０１号公報

したがって、本発明の課題は、撮影開始後にいち早くプレビュー画像を生成することができるＸ線断層撮影装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を同一平面内において互いに反対向きに移動させつつ、前記Ｘ線管から前記被検体に対してＸ線を順次照射してその都度前記被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、前記複数の投影画像をフェルドカンプ法によって再構成処理して前記被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、前記トモシンセシス断層再構成画像の生成前にプレビュー画像を生成するＸ線断層撮影装置において、前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された２以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするＸ線断層撮影装置を構成したものである。

上記課題を解決するため、また、本発明は、被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を、前記Ｘ線管の光軸と前記Ｘ線検出器の中心を結ぶ直線が前記被検体に設定された回転中心を常に通るように、それぞれ平行平面上において互いに反対向きに円運動させつつ、前記Ｘ線管から前記被検体に対してＸ線を順次照射してその都度前記被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、前記複数の投影画像をフェルドカンプ法によって再構成処理して前記被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、前記トモシンセシス断層再構成画像の生成前にプレビュー画像を生成するＸ線断層撮影装置において、前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された２以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするＸ線断層撮影装置を構成したものである。

上記構成において、前記プレビュー画像が、撮影開始後所定時間経過後に生成される、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像からなっていること、あるいは、前記プレビュー画像が、撮影開始後所定時間経過後に生成される、それ以前に撮影された投影画像から選択された２以上の投影画像を加算した画像からなっていることが好ましい。
あるいは、前記プレビュー画像が、投影画像の撮影時毎に生成される、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像に新たに撮影された投影画像を加算した画像からなっていることが好ましい。

本発明によれば、Ｘ線照射により取得される投影画像を加算することによってプレビュー画像を生成するようにしたので、非常に短時間でプレビュー画像を生成し、モニタ表示することが可能になる。したがって、撮影が開始された後、短時間でプレビュー画像をモニタ表示することができ、よって、オペレータは、撮影開始後すぐに撮影が良好に行われたかどうかを確認することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例によるＸ線断層撮影装置の構成を示すブロック図である。図１を参照して、本発明によれば、被検体Ｍが載置される天板３と、天板３の上の被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管１と、被検体Ｍからの透過Ｘ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２が備えられる。Ｘ線管１は、Ｘ線管制御部６によって制御され、管電圧および管電流を供給される。そして、Ｘ線管１およびＦＰＤ２は、同期移動機構４によって、Ｘ線管１の光軸とＦＰＤ２の中心が常に一致するようにして被検体Ｍを挟んで同一平面内において互いに反対方向に同期移動せしめられ得る。そして、この同期移動の間に、Ｘ線管１から被検体Ｍに対してＸ線が順次照射され、その都度被検体Ｍからの透過Ｘ線がＦＰＤ２によって検出され、それによって複数の投影画像が撮影される。

同期移動機構４は、同期移動制御部５からの制御信号に従って、直線軌道Ｌ１に沿ってＸ線管１を直線運動させると同時に、直線軌道Ｌ２に沿ってＦＰＤ２をＸ線管１と反対向きに直線運動させる。この場合、同期移動機構４は、Ｘ線管１の首振り角度を調整してＸ線照射角度を変化させつつＸ線管１を位置Ｆ１→位置Ｆ２→位置Ｆ３と移動させるとともに、ＦＰＤ２を位置ｆ１→位置ｆ２→位置ｆ３と移動させる。また、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の一方または両方が、Ｘ線照射方向に手動または電動によって移動し、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の間隔が調節可能になっている。
天板３は、天板移動機構７によって、上下方向および水平面内縦横方向に移動せしめられ得る。天板移動機構７は、天板制御部８からの制御信号に従って動作する。
Ｘ線管制御部６、同期移動制御部５および天板制御部８は、主制御部１７に接続されており、主制御部１７は、操作部１８から入力される種々の命令およびデータに基づき、各制御部５、６、８に制御信号を送る。

ＦＰＤ２の後段には、ＦＰＤ２からの荷電信号であるＸ線検出信号をデジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器９と、Ａ／Ｄ変換器９から出力されたＸ線検出信号を処理する信号読取部１０が備えられる。信号読取部１０は、Ａ／Ｄ変換器９からのＸ線検出信号から、被検体Ｍに裁断断面として設定された基準断面ＭＡの投影画像の信号を読み取り、その信号から対応する画像を生成する基準断面画像読取部１１と、基準断面ＭＡの表側または裏側に設定された基準断面ＭＡに平行な複数の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ、Ｍｂ１〜Ｍｂｎの投影画像の信号を読み取り、その信号から対応する画像を生成する平行断面画像読取部１２を有している。

さらに、信号読取部１０の後段には、信号読取部１０で生成された投影画像を再構成処理し、被検体Ｍのトモシンセシス断層再構成画像を生成する再構成処理部１３と、信号読取部１０の基準断面画像読取部１１で生成された投影画像を用いてプレビュー画像を生成するプレビュー画像生成部１４が接続される。この場合、プレビュー画像生成部１４が、基準断面画像読取部１１で生成された投影画像の代わりに、平行断面画像読取部１２で生成された投影画像を用いてプレビュー画像を生成するような構成としてもよい。
信号読取部１０、再構成処理部１３およびプレビュー画像生成部１４は、主制御部１７によって制御される。

本発明によれば、また、再構成処理部１３で生成されたトモシンセシス断層再構成画像の画像データ、およびプレビュー画像生成部１４で生成されたプレビュー画像の画像データが格納されるメモリ１５と、メモリ１５から画像データを読み出して表示するモニタ１６が備えられる。

プレビュー画像生成部１４は、基準断面画像読取部１１で生成された複数の投影画像から予め選択された２以上の投影画像を加算することによってプレビュー画像を生成する。
１実施例では、プレビュー画像生成部１４は、図３（Ａ）に示すように、撮影開始後所定時間経過後（第３番目の投影画像が撮影された後）、それ以前に撮影されたすべての投影画像（投影画像１〜３）を加算してプレビュー画像を生成する。

別の実施例では、プレビュー画像生成部１４は、図３（Ｂ）に示すように、撮影開始後所定時間経過後（第４番目の投影画像が撮影された後）、それ以前に撮影された投影画像から選択された２以上の投影画像（投影画像２および４）を加算してプレビュー画像を生成する。
さらに別の実施例では、プレビュー画像生成部１４は、図３（Ｃ）に示すように、投影画像の撮影時毎に、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像に新たに撮影された投影画像を加算してプレビュー画像を生成する。この実施例によれば、第１番目の投影画像の撮影の終了後から、最後の投影画像の撮影が終了するまでの間にわたって、プレビュー画像が逐次的に生成され、モニタ表示される。この場合、次のプレビュー画像の表示までに要する時間は３秒程度である。

プレビュー画像生成部１４によるプレビュー画像の生成原理は次のとおりである。
例えば、基準断面ＭＡについて考えると、図２を参照して、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の対は、基準断面ＭＡ上の点Ｇ、Ｈが常にＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａの同一点ｇ、ｈに投影されるように、移動せしめられる。それによって、基準断面ＭＡから外れた点Ｉは、Ｘ線照射角度が変化すると、Ｘ線検出面２Ａ上への投影位置が変化する。すなわち、点Ｉは、Ｘ線管１が位置Ｋ１にあるとき、位置ｋ１にあるＸ線検出面２Ａの点ｉ１に投影されるが、Ｘ線管１が位置Ｋ２に移動したとき、位置ｋ２にあるＸ線検出面２Ａの点ｉ２に投影される。

その結果、投影画像が加算されてプレビュー画像が生成されると、点Ｇ、Ｈの信号は集積されてプレビュー画像において点Ｇ、Ｈは鮮明となる一方、点Ｉの信号は分散されるので、プレビュー画像において点Ｉはぼける。この場合、点Ｉの基準断面ＭＡからの距離が大きくなるほどぼける度合も大きくなる。こうして、基準断面ＭＡだけが鮮明に撮影されたプレビュー画像が生成される。また、基準断面ＭＡと平行な各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ、Ｍｂ１〜Ｍｂｎのプレビュー画像も、原理的には基準断面ＭＡの場合と同様にして生成される。

本発明のＸ線断層撮影装置によれば、撮影開始後、短時間のうちにプレビュー画像が生成され、モニタに表示される。それによって、オペレータ（医師や技師）は、撮影がうまく行われたかどうかをトモシンセシス断層再構成画像が生成される前にいち早く判断することができ、Ｘ線断層撮影を極めて効率的に行うことができる。

本発明の構成は、上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上述の実施例では、Ｘ線断層撮影装置は、投影画像の再構成処理を加算によって行い、トモシンセシス断層再構成画像を生成するようになっているが、投影画像の再構成処理をフェルドカンプ法によって行い、トモシンセシス断層再構成画像を生成するＸ線断層撮影装置としても、トモシンセシス断層再構成画像の生成前に、上述の実施例と同様にして、プレビュー画像を生成することができる。

また、上述のＸ線断層撮影装置の代わりに、被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、Ｘ線管およびＸ線検出器を、Ｘ線管の光軸とＸ線検出器の中心を結ぶ直線が被検体に設定された回転中心を常に通るように、それぞれ平行平面上において互いに反対向きに円運動させつつ、Ｘ線管から被検体に対してＸ線を順次照射してその都度被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、複数の投影画像を再構成処理して被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するＸ線断層撮影装置としても、トモシンセシス断層再構成画像の生成前に、上述の実施例と同様にして、プレビュー画像を生成することができる。

本発明の１実施例によるＸ線断層撮影装置の構成を示すブロック図である。 プレビュー画像生成部によるプレビュー画像の生成原理を説明する図である。 プレビュー画像生成部によるプレビュー画像生成動作の実施例を示す図である。

符号の説明

１ Ｘ線管
２ ＦＰＤ
３ 天板
４ 同期移動機構
５ 同期移動制御部
６ Ｘ線管制御部
７ 天板移動機構
８ 天板制御部
９ Ａ／Ｄ変換器
１０ 信号読取部
１１ 基準断面画像読取部
１２ 平行断面画像読取部
１３ 再構成処理部
１４ プレビュー画像生成部
１５ メモリ
１６ モニタ
１７ 主制御部
１８ 操作部
Ｌ１、Ｌ２ 直線軌道
Ｍ 被検体
ＭＡ 基準断面
Ｍａ１〜Ｍａｎ 平行断面
Ｍｂ１〜Ｍｂｎ 平行断面

Claims (5)

1. 被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を同一平面内において互いに反対向きに移動させつつ、前記Ｘ線管から前記被検体に対してＸ線を順次照射してその都度前記被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、前記複数の投影画像をフェルドカンプ法によって再構成処理して前記被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、前記トモシンセシス断層再構成画像の生成前にプレビュー画像を生成するＸ線断層撮影装置において、
   前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された２以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
2. 被検体を挟んでＸ線管とＸ線検出器を対向配置し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を、前記Ｘ線管の光軸と前記Ｘ線検出器の中心を結ぶ直線が前記被検体に設定された回転中心を常に通るように、それぞれ平行平面上において互いに反対向きに円運動させつつ、前記Ｘ線管から前記被検体に対してＸ線を順次照射してその都度前記被検体からの透過Ｘ線をＸ線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、前記複数の投影画像をフェルドカンプ法によって再構成処理して前記被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、前記トモシンセシス断層再構成画像の生成前にプレビュー画像を生成するＸ線断層撮影装置において、
   前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された２以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
3. 前記プレビュー画像が、撮影開始後所定時間経過後に生成される、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像からなっ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Ｘ線断層撮影装置。
4. 前記プレビュー画像が、撮影開始後所定時間経過後に生成される、それ以前に撮影された投影画像から選択された２以上の投影画像を加算した画像からなっ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Ｘ線断層撮影装置。
5. 前記プレビュー画像が、投影画像の撮影時毎に生成される、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像に新たに撮影された投影画像を加算した画像からなっ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Ｘ線断層撮影装置。

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