JP5693650B2 - X-ray imaging apparatus and X-ray imaging method - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線発生装置と平面検出器をアームを介して対向させ、例えば外科用として用いられる可搬型又は据置型のＸ線撮影装置及びＸ線撮影方法に関するものである。   The present invention relates to a portable or stationary X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method that are used for, for example, surgery, with an X-ray generator and a flat panel detector facing each other via an arm.

図１７は主に外科用ＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）装置として用いられる可搬型のＸ線撮影装置の構成図を示している。本体１には、移動を可能とするための走行部２が取り付けられていると共に、支持部３を介してＣアーム４が取り付けられている。このＣアーム４の両端部には、Ｘ線発生装置５と平面検出器６が対向して設けられている。   FIG. 17 shows a configuration diagram of a portable X-ray imaging apparatus mainly used as a surgical IVR (Interventional Radiology) apparatus. A traveling unit 2 for enabling movement is attached to the main body 1, and a C arm 4 is attached via a support unit 3. At both ends of the C-arm 4, an X-ray generator 5 and a flat detector 6 are provided to face each other.

図１８は主に循環器用ＩＶＲ装置として用いられる据置型のＸ線撮影装置の構成図を示している。天井等には移動可能な走行部１１が取り付けられ、支持部１２を介してＣアーム１３が設けられている。このＣアーム１３の両端部には、Ｘ線発生装置１４と平面検出器１５が対向して設けられている。   FIG. 18 shows a configuration diagram of a stationary X-ray imaging apparatus mainly used as a circulatory IVR apparatus. A movable traveling unit 11 is attached to the ceiling or the like, and a C arm 13 is provided via a support unit 12. At both ends of the C-arm 13, an X-ray generator 14 and a flat detector 15 are provided to face each other.

これらのＸ線撮影装置に使用されている平面検出器６、１５としては、イメージインテンシファイヤや平面検出器がよく用いられている。イメージインテンシファイヤの場合には、被検者を透過したＸ線情報を電子情報に変換して増倍した後に、出力面で光学情報に変換し、レンズで集光しＣＣＤ等のＴＶカメラに取り込むことにより画像を表示している。   As the flat detectors 6 and 15 used in these X-ray imaging apparatuses, image intensifiers and flat detectors are often used. In the case of an image intensifier, the X-ray information transmitted through the subject is converted into electronic information and multiplied, then converted into optical information on the output surface, condensed by a lens, and then applied to a TV camera such as a CCD. The image is displayed by capturing.

また平面検出器の場合には、照射されたＸ線量に比例した信号電荷が二次元に配列された検出素子のそれぞれに蓄積される。この蓄積された信号電荷は、スイッチング機能を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を介して順次に信号出力線を介して読み出される。そして、信号電荷は電荷・電圧変換器を介して、Ａ／Ｄ変換器においてデジタル信号に変換された後に表示される。   In the case of a flat detector, signal charges proportional to the irradiated X-ray dose are accumulated in each of the two-dimensionally arranged detection elements. The accumulated signal charge is sequentially read out via a signal output line via a TFT (thin film transistor) having a switching function. The signal charge is displayed after being converted into a digital signal by the A / D converter via the charge / voltage converter.

これらの装置においては、透視時と撮影時とでは照射野が異なるため、Ｘ線遮蔽マスクを円形又は矩形に切換えて、透視又は撮影を行うこともある。   In these apparatuses, since the irradiation field is different between fluoroscopy and radiography, the X-ray shielding mask may be switched to a circle or a rectangle to perform fluoroscopy or radiography.

また、これら装置は被検者に接近するために、各種の可動部として回転部を有している。例えば、図１８に示すＸ線撮影装置においては、Ｃアーム１３の前後動作を行うために回転部は図１９に示すような円弧方向に沿ってスライド回転を行う。また、首振り動作、上下動等の動作を行うために、回転部は図２０（ａ）、（ｂ）に示すような水平軸を中心として回転する主軸回転を行う。また、図２１（ａ）、（ｂ）に示すような鉛直軸を中心に回転する支柱回転を行う。医師はこの回転部を使用して様々な方向の透視を同時に行い、空間的位置関係をイメージしながら手術を進める。   Further, these devices have rotating parts as various movable parts in order to approach the subject. For example, in the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 18, in order to perform the back-and-forth movement of the C-arm 13, the rotating part performs sliding rotation along the arc direction as shown in FIG. In addition, in order to perform operations such as swinging and vertical movement, the rotating unit performs main shaft rotation that rotates about a horizontal axis as shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b). Further, the column is rotated about the vertical axis as shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b). The doctor uses this rotating part to perform fluoroscopy in various directions at the same time, and proceeds with surgery while imagining the spatial positional relationship.

上述のように、透視・撮影等を行う可搬型保持装置や据置型保持装置においては、一方向からだけでは二次元情報しか得られず、立体的なイメージが得難いという問題がある。   As described above, a portable holding device or a stationary holding device that performs fluoroscopy / photographing has a problem that only two-dimensional information can be obtained from only one direction, and a three-dimensional image is difficult to obtain.

上述の問題への対策としては、電動や手動でＣアームの回転を行い、方向を変更して撮影を行っているが、手動回転は煩雑で、かつ同じ角度に復帰できないという問題がある。
更には、電動回転にしても切換えが遅く、手術に必要なリアルタイム性に欠け、しかも回転動作が手術の邪魔で危険であるという問題を有している。 As a countermeasure against the above-mentioned problem, the C-arm is rotated electrically or manually to change the direction for shooting, but there is a problem that the manual rotation is complicated and cannot be returned to the same angle.
Furthermore, even with electric rotation, there is a problem that switching is slow, lacks real-time properties necessary for the operation, and the rotation operation is dangerous because it obstructs the operation.

他にも、複数のＣアームを用したバイプレーン撮影が知られているが、装置が大掛りとなり、複数のＣアームの連携が取り難いという問題がある。   In addition, biplane imaging using a plurality of C-arms is known, but there is a problem that the apparatus becomes large and it is difficult to coordinate the plurality of C-arms.

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、Ｍ個×Ｎ個のＸ線源から構成されるマルチＸ線発生装置と、Ｋ個×Ｌ個のセンサから構成される平面検出器をアームで対向させた装置を用いたＸ線撮影装置及びＸ線撮影方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to arm a multi-X-ray generator composed of M × N X-ray sources and a flat detector composed of K × L sensors. It is to provide an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method using an apparatus opposed to each other.

上記目的を達成するための本発明に係るＸ線撮影装置は、Ｍ個×Ｎ個の複数のＸ線源から構成されるマルチＸ線発生装置と、Ｋ個×Ｌ個の複数のセンサから構成される平面検出器とをアームにより対向させ、該アームを該アームの円弧に沿ったスライド回転と主軸回りの回転とを可能とし、前記複数のＸ線源から順次に切換えて放射するＸ線に同期して前記センサが同期して動作し、複数の多方向画像を取得することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an X-ray imaging apparatus according to the present invention includes a multi-X-ray generation apparatus including a plurality of M × N X-ray sources and a plurality of K × L sensors. An X-ray that is radiated by sequentially switching from the plurality of X-ray sources, enabling the slide to rotate along the arc of the arm and the rotation around the main axis. The sensors operate synchronously to acquire a plurality of multidirectional images.

また、本発明に係るＸ線撮影方法は、Ｍ個×Ｎ個の複数のＸ線源から構成されるマルチＸ線発生装置と、Ｋ個×Ｌ個の複数のセンサから構成される平面検出器とをアームにより対向させ、該アームを該アームの円弧に沿ったスライド回転と主軸回りの回転とを可能とし、前記複数のＸ線源から一次元又は二次元的に一定間隔の前記Ｘ線源から周期的にＸ線放射を行い、同期して前記センサを動作させ、前記センサで取得した複数の多方向画像を前記Ｘ線源の座標情報を基に再構成することにより、任意の多層断層画像を取得することを特徴とする。   In addition, the X-ray imaging method according to the present invention includes a multi-X-ray generator configured from a plurality of M × N X-ray sources and a planar detector configured from a plurality of K × L sensors. The X-ray source is one-dimensionally or two-dimensionally spaced from the plurality of X-ray sources by allowing the arm to slide and rotate around the main axis along the arc of the arm. The X-ray emission is periodically performed, the sensor is operated synchronously, and a plurality of multi-directional images acquired by the sensor are reconstructed based on the coordinate information of the X-ray source, so that an arbitrary multi-layer tomography An image is acquired.

更に、本発明に係るＸ線撮影方法は、Ｍ個×Ｎ個の複数のＸ線源から構成されるマルチＸ線発生装置と、Ｋ個×Ｌ個の複数のセンサから構成される平面検出器とをアームにより対向させ、該アームを該アームの円弧に沿ったスライド回転と主軸回りの回転とを可能にし、前記複数のＸ線源から一次元又は二次元的に一定間隔の前記Ｘ線源から周期的にＸ線放射を行い、同期して前記センサを動作させると共に前記アームの回転と同期させることで、前記センサで取得した複数の多方向画像を前記Ｘ線源の座標情報と回転角度を基に再構成することで、任意の位置の多層断層画像を取得することを特徴とする。   Furthermore, an X-ray imaging method according to the present invention includes a multi-X-ray generator configured from a plurality of M × N X-ray sources and a flat detector configured from a plurality of K × L sensors. The X-ray source can be slid along the arc of the arm and rotated around the main axis, and the X-ray source can be one-dimensionally or two-dimensionally spaced from the plurality of X-ray sources. The X-ray emission is periodically performed, the sensor is operated synchronously and the rotation of the arm is synchronized, so that a plurality of multidirectional images acquired by the sensor are converted into coordinate information and rotation angle of the X-ray source. It is characterized in that a multilayer tomographic image at an arbitrary position is acquired by reconstruction based on the above.

本発明に係るＸ線撮影方法は、Ｍ個×Ｎ個の複数のＸ線源から構成されるマルチＸ線発生装置と、Ｋ個×Ｌ個の複数のセンサから構成される平面検出器とをアームにより対向させ、該アームを該アームの円弧に沿ったスライド回転と主軸回りの回転とを可能にし、前記複数のＸ線源から一次元又は二次元的に一定間隔の前記Ｘ線源から同時にＸ線放射を行い、同期して前記センサを動作させ、広範囲のステッピング撮影を行うことを特徴とする。   An X-ray imaging method according to the present invention includes a multi-X-ray generator configured with a plurality of M × N X-ray sources and a flat detector configured with a plurality of K × L sensors. The arm is opposed to the arm, and the arm can be slid along the arc of the arm and rotated around the main axis, and simultaneously from the plurality of X-ray sources from the X-ray source at a constant interval in one or two dimensions. X-ray emission is performed, the sensor is operated synchronously, and a wide range of stepping imaging is performed.

本発明に係るＸ線撮影装置及びＸ線撮影方法によれば、アームにより対向したＸ線発生装置と平面検出器を、アームの回転や大掛りな装置を用いることなく、高速に立体的な画像を得ることが可能となる。   According to the X-ray imaging apparatus and the X-ray imaging method of the present invention, an X-ray generator and a flat panel detector that are opposed to each other by an arm can be stereoscopically imaged at high speed without using the rotation of the arm or a large apparatus. Can be obtained.

実施例１のＸ線撮影装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an X-ray imaging apparatus according to Embodiment 1. FIG. Ｘ線発生装置制御部を中心とするブロック回路構成図である。It is a block circuit block diagram centering on a X-ray generator control part. 照射野絞り設定のための可視光発生装置の構成図である。It is a block diagram of the visible light generator for irradiation field stop setting. ジョイスティックを用いた場合のＸ線源の移動例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of a movement of the X-ray source at the time of using a joystick. プログラム撮影設定画面の説明図である。It is explanatory drawing of a program imaging | photography setting screen. Ｘ線源の切換えによる多方向撮影の説明図である。It is explanatory drawing of multi-directional imaging | photography by switching of an X-ray source. Ｘ線源の切換えによる多方向撮影の説明図である。It is explanatory drawing of multi-directional imaging | photography by switching of an X-ray source. プログラム撮影設定画面の説明図である。It is explanatory drawing of a program imaging | photography setting screen. 多方向画像表示例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of a multi-directional image display. 動作フローチャート図である。It is an operation | movement flowchart figure. 実施例２の断面再構成の説明図である。It is explanatory drawing of the cross-section reconstruction of Example 2. FIG. 動作フローチャート図である。It is an operation | movement flowchart figure. 実施例３における動作フローチャート図である。FIG. 10 is an operation flowchart in the third embodiment. 撮像状態の説明図である。It is explanatory drawing of an imaging state. 撮影状態の説明図である。It is explanatory drawing of a imaging | photography state. 撮影状態の説明図である。It is explanatory drawing of a imaging | photography state. 従来の可搬型のＸ線撮影装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional portable X-ray imaging apparatus. 据置型のＸ線撮影装置の構成図である。It is a block diagram of a stationary X-ray imaging apparatus. スライド回転の説明図である。It is explanatory drawing of slide rotation. 主軸回転の説明図である。It is explanatory drawing of a spindle rotation. 支柱回転の説明図である。It is explanatory drawing of support | pillar rotation.

本発明を図１〜図１６に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。   The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.

図１は本実施例１におけるＸ線撮影装置の概略構成図を示している。基部に取り付けられたＣアーム２１の一端には、Ｍ個×Ｎ個の二次元的に配列されたＸ線源からＸ線を放射するマルチＸ線発生装置２２が固定され、各Ｘ線源にはそれぞれ照射野絞り２３が取り付けられている。また、Ｃアーム２１の他端には、Ｋ個×Ｌ個のセンサを有しＸ線量を検出する平面検出器２４と、平面検出器２４の散乱線を低減させるためのＭ個×Ｎ個のＸ線源の方向に対応可能な方向可変グリッド２５とが設けられている。   FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. A multi-X-ray generator 22 that emits X-rays from M × N two-dimensionally arranged X-ray sources is fixed to one end of the C-arm 21 attached to the base, and is attached to each X-ray source. Each has an irradiation field stop 23 attached. Further, the other end of the C arm 21 has K × L sensors and a flat detector 24 for detecting X-ray dose, and M × N pieces for reducing scattered radiation of the flat detector 24. A direction variable grid 25 that can correspond to the direction of the X-ray source is provided.

このマルチＸ線発生装置２２と平面検出器２４の間には、被検者Ｓを載置するための天板２６が配置されている。システム全体を制御するシステム制御部２７の出力は、Ｘ線発生装置制御部２８、機構制御部２９、検出器制御部３０に接続されている。Ｘ線発生装置制御部２８はマルチＸ線発生装置２２に指令信号を送信し、内蔵するＸ線管の管電圧、管電流、絞り等を制御する。機構制御部２９の出力はＣアーム２１及び天板２６に接続され、Ｃアーム２１及び天板２６を制御し、検出器制御部３０の出力は平面検出器２４に接続され、平面検出器２４の回転や撮影を制御する。また、システム制御部２７には操作部３１の出力が接続され、操作部３１には各パラメータをユーザが操作して入力するキーボードやマウス、タッチパネル、フットペダル等が備えられている。   Between the multi X-ray generator 22 and the flat detector 24, a top plate 26 for placing the subject S is disposed. The output of the system control unit 27 that controls the entire system is connected to the X-ray generator control unit 28, the mechanism control unit 29, and the detector control unit 30. The X-ray generator control unit 28 transmits a command signal to the multi-X-ray generator 22 to control the tube voltage, tube current, aperture, etc. of the built-in X-ray tube. The output of the mechanism control unit 29 is connected to the C arm 21 and the top plate 26 to control the C arm 21 and the top plate 26, and the output of the detector control unit 30 is connected to the flat detector 24. Control rotation and shooting. Further, the output of the operation unit 31 is connected to the system control unit 27, and the operation unit 31 is provided with a keyboard, a mouse, a touch panel, a foot pedal, and the like for operating each parameter by a user.

平面検出器２４の出力は画像生成部３２を介して、各種画像処理を施す画像処理部３３、作成した画像を一時的に保存するメモリ３４に順次に接続されている。そして、このメモリ３４の出力は得られた画像を蓄積する画像蓄積部３５、及び画像を表示するＣＲＴや液晶モニタ等を備えた表示部３６に接続されている。また、画像処理部３３の出力はフィードバック情報を送信するためにＸ線発生装置制御部２８に接続されている。   The output of the flat detector 24 is sequentially connected via an image generation unit 32 to an image processing unit 33 that performs various image processing and a memory 34 that temporarily stores the created image. The output of the memory 34 is connected to an image storage unit 35 that stores the obtained image, and a display unit 36 that includes a CRT or a liquid crystal monitor that displays the image. The output of the image processing unit 33 is connected to the X-ray generator control unit 28 for transmitting feedback information.

マルチＸ線発生装置２２のＸ線源はＭ個×Ｎ個としたが、以下の説明に際しては理解を容易にするためにＸ線源は４×４に配列したマトリクスを例に説明する。   The number of X-ray sources of the multi-X-ray generator 22 is M × N. However, in the following description, the X-ray source will be described by taking a 4 × 4 matrix as an example for easy understanding.

図２はＸ線発生装置制御部２８を中心とするブロック回路構成図を示しており、操作部３１の出力はシステム制御部２７を介してＸ線発生装置制御部２８内のＸ線源設定制御部４１及びＸ線条件制御部４２に接続されている。Ｘ線源設定制御部４１の出力はマルチＸ線発生装置２２のそれぞれのＸ線源を設定するためのＸ線源設定部４３ａ〜４３ｄに接続されている。Ｘ線条件制御部４２の出力はスイッチ４４を介して、マルチＸ線発生装置２２のそれぞれのＸ線源を制御する撮影制御部４５ａ〜４５ｄに接続されている。また画像生成部３２の出力は、画像処理部３３を経てＸ線条件制御部４２に接続されている。各Ｘ線源設定部４３と各撮影制御部４５の出力は対となって各マルチＸ線発生装置２２の各Ｘ線源に出力されている。   FIG. 2 shows a block circuit configuration diagram centering on the X-ray generator control unit 28, and the output of the operation unit 31 is controlled by the X-ray source setting control in the X-ray generator control unit 28 via the system control unit 27. The unit 41 and the X-ray condition control unit 42 are connected. The output of the X-ray source setting control unit 41 is connected to X-ray source setting units 43 a to 43 d for setting each X-ray source of the multi-X-ray generator 22. The output of the X-ray condition control unit 42 is connected via a switch 44 to imaging control units 45 a to 45 d that control the respective X-ray sources of the multi-X-ray generator 22. The output of the image generation unit 32 is connected to the X-ray condition control unit 42 via the image processing unit 33. The outputs of each X-ray source setting unit 43 and each imaging control unit 45 are output as a pair to each X-ray source of each multi-X-ray generator 22.

操作部３１において、Ｘ線源毎の焦点距離、方向、絞りが設定され、システム制御部２７を介してＸ線源設定制御部４１に送信され、Ｘ線源毎のＸ線源設定部４３ａ〜４３ｄにより、Ｘ線源毎に焦点距離、方向、絞りが反映される。この設定後に、操作部３１により手動操作でＸ線源番号、線質、線量、パルスＸ線の照射を行うか、自動線量制御を行うか等のＸ線条件設定と放射命令が設定され、Ｘ線条件制御部４２に伝達される。   In the operation unit 31, the focal length, direction, and aperture for each X-ray source are set and transmitted to the X-ray source setting control unit 41 via the system control unit 27, and the X-ray source setting unit 43 a to 43 for each X-ray source. 43d reflects the focal length, direction, and aperture for each X-ray source. After this setting, X-ray condition setting and radiation command such as whether to perform X-ray source number, radiation quality, dose, pulse X-ray irradiation or automatic dose control are set manually by the operation unit 31, and X command is set. This is transmitted to the line condition control unit 42.

上述のＸ線条件設定と放射命令が、Ｘ線源番号によってスイッチ４４で振り分けられ、撮影制御部４５ａ〜４５ｄに伝達され、マルチＸ線発生装置２２のそれぞれのＸ線源からＸ線放射が行われ、Ｘ線が照射野絞り２３によって照射野設定されて放射される。   The above-described X-ray condition setting and radiation command are distributed by the switch 44 according to the X-ray source number and transmitted to the imaging control units 45a to 45d, and X-ray radiation is performed from each X-ray source of the multi-X-ray generator 22. Then, the X-ray is set by the irradiation field stop 23 and emitted.

図３はマルチＸ線発生装置２２のＸ線照射側にハーフミラー４６が配置され、照射野絞り２３の設定のために、Ｘ線と同じ照射野を有する可視光発生装置４７を設けた場合の構成図を示している。これにより、Ｘ線光線の個々の照射野絞り２３の位置は、可視光により確認しながら目視により設定可能とされている。   FIG. 3 shows a case where a half mirror 46 is arranged on the X-ray irradiation side of the multi-X-ray generator 22 and a visible light generator 47 having the same irradiation field as the X-ray is provided for setting the irradiation field stop 23. The block diagram is shown. Thereby, the position of each irradiation field stop 23 of an X-ray beam can be set visually while confirming with visible light.

図４は操作部３１にジョイスティック３１ａを用いた場合の４×４個のＸ線源の移動例の説明図を示している。Ｘ線源番号の順次の切換えのタイミングは、このようなジョイスティック３１ａ以外にも、キーボード、マウス、放射スイッチ、ボタン、フットペダル等によって発せられるイベントにより容易に実施可能である。また、音声を音声認識によって発せられるイベントや、動作を画像認識することによって発せられるイベント等を用いることもできる。   FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of movement of 4 × 4 X-ray sources when a joystick 31a is used for the operation unit 31. The sequential switching timing of the X-ray source numbers can be easily implemented by an event generated by a keyboard, a mouse, a radiation switch, a button, a foot pedal, etc. in addition to such a joystick 31a. In addition, an event that is generated by voice recognition or an event that is generated by image recognition of an operation can be used.

また、自動線量制御を使用した場合は、画像処理部３３により取得された画像のある一定ＲＯＩを解析することにより、フィードバック情報をＸ線条件制御部４２に送信し、次回のＸ線放射に反映する。なお、次回の放射は同じＸ線源の次回放射の場合に反映する場合と、他のＸ線源ではあるが次の放射の場合にＸ線条件を反映する場合とが選択可能である。上述のＸ線条件設定と放射命令はプログラムで自動で実行することも可能である。   When automatic dose control is used, feedback information is transmitted to the X-ray condition control unit 42 by analyzing a certain ROI of the image acquired by the image processing unit 33 and reflected in the next X-ray emission. To do. It is possible to select the case where the next radiation is reflected in the next radiation of the same X-ray source and the case where the X-ray condition is reflected in the next radiation although it is another X-ray source. The above-described X-ray condition setting and radiation command can be automatically executed by a program.

また、操作部３１を用いて、図５に示すような撮影設定画面において、Ｘ線源番号、線質、線量の設定、パルスＸ線の照射と自動線量制御をオン・オフで行うかが設定され、図４で示したような動作を自動的に順次に行うことが可能である。   In addition, the operation unit 31 is used to set whether to perform X-ray source number, radiation quality, dose setting, pulse X-ray irradiation and automatic dose control on / off on the imaging setting screen as shown in FIG. Thus, the operations as shown in FIG. 4 can be automatically and sequentially performed.

上述した手動操作又は自動によるＸ線源の切換えによって、マルチＸ線発生装置２２のＸ線源は切換えられ、図６（ａ）、（ｂ）に示すように多数のＸ線源の方向からの撮影が可能となる。   The X-ray source of the multi-X-ray generator 22 is switched by the manual operation or the automatic X-ray source switching described above, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). Shooting is possible.

上述の撮影装置において、複数のＸ線源で例えばインタフェイスによりプログラムされた順序に従って撮影を行い、複数のＸ線源の切換えを高速に行う。図７（ａ）〜（ｃ）は図４に示すＸ線源マトリクスの３つの隅部のＸ線源１３番、４番、１番を順次に切換えた撮影例を示している。   In the above-described imaging apparatus, imaging is performed with a plurality of X-ray sources in the order programmed by the interface, for example, and switching between the plurality of X-ray sources is performed at high speed. FIGS. 7A to 7C show imaging examples in which the X-ray sources No. 13, No. 4, No. 1 at the three corners of the X-ray source matrix shown in FIG. 4 are sequentially switched.

図８に示すような撮影条件により、３方向の撮影を高速に切換え、図９に示すような３方向の画像を同時に表示する。つまり、ＣＴ撮影表示において横断画像、冠状断画像、矢状断画像を同時に表示を行うＭＰＲ（ｍｕｌｔｉｐｌａｎａｒ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）表示のような表示方法を行う。なお表示に際しては、図９に示すようにＸ線源１３番、４番、１番の番号を付す等の何れのＸ線源から、Ｘ線が放射されたかを表示してもよい。   Under the shooting conditions as shown in FIG. 8, the shooting in the three directions is switched at high speed, and the images in the three directions as shown in FIG. 9 are displayed simultaneously. That is, in CT imaging display, a display method such as MPR (multiplanar reform) display that simultaneously displays a cross-sectional image, a coronal cut image, and a sagittal cut image is performed. In the display, as shown in FIG. 9, the X-ray source from which X-ray sources 13, 4, 1 and the like are assigned may be displayed.

図１０は動作フローチャート図を示しており、先ずステップＳ１において、操作部３１で放射命令があったか否かの判断を行い、放射命令があればステップＳ２において、何個のＸ線源の切換えが行われているかを判断する。Ｎ個であると判断されると、ステップＳ３において描画領域をＮ個に分割する。そして、ステップＳ４〜Ｓ６のプログラムに従って撮影を行い、Ｎ個に達するとステップＳ７で表示部３６においてＮ個分の領域に描画してゆく。   FIG. 10 shows a flowchart of the operation. First, in step S1, it is determined whether or not there is a radiation command in the operation unit 31, and if there is a radiation command, how many X-ray sources are switched in step S2. Judgment is made. If it is determined that there are N, the drawing area is divided into N in step S3. Then, photographing is performed according to the program of steps S4 to S6, and when the number reaches N, the display unit 36 draws in N areas in step S7.

なお、以上に示した描画領域の分割は、上記のような自動設定でなく、操作者が任意で設定する場合もある。   It should be noted that the drawing area division described above is not automatically set as described above, but may be set arbitrarily by the operator.

実施例２においては、上述した撮影装置により撮影された多方向画像を用いて多層断面の再構成を行い、高速に立体的つまり三次元にイメージし易く表示する。実施例１と同様に、複数のＸ線源を用いてプログラムに従って撮影を行い、Ｘ線源の切換えを一次元又は二次元的に高速に周期的に行い、複数の多方向画像を撮影する。本実施例２においては、この多方向画像を並べて表示するのではなく、再構成して任意の断面画像を作成する。   In the second embodiment, the multi-section image is reconstructed using the multi-directional image captured by the above-described image capturing apparatus, and the image is displayed easily at high speed in a three-dimensional manner, that is, three-dimensionally. As in the first embodiment, imaging is performed according to a program using a plurality of X-ray sources, and switching of the X-ray sources is periodically performed at a high speed in one or two dimensions to capture a plurality of multidirectional images. In the second embodiment, this multi-directional image is not displayed side by side, but is reconstructed to create an arbitrary cross-sectional image.

図１１は任意断面の再構成の説明図を示し、マルチＸ線発生装置２２の一定間隔に隣接するＸ線源のピッチをＥとし、またＸ線の焦点から平面検出器２４までの距離をＤとする。平面検出器２４から距離Ｌにある断面の座標情報を基に再構成を考えた場合に、図１１（ｂ）に示すようにＸ線源を１つ分、つまり距離ＥだけＸ線源の並列方向にずらす。すると、（ｃ）に示すように平面検出器２４でのずれＭは、距離Ｌにある断面にある像ＡがＸ線源では距離Ｅだけずれているので、次式のように計算される。
Ｅ：（Ｄ−Ｌ）＝Ｍ：Ｌ ∴Ｍ＝Ｅ×Ｌ／（Ｄ−Ｌ） FIG. 11 is an explanatory diagram of reconstruction of an arbitrary cross section, where the pitch of the X-ray source adjacent to the fixed interval of the multi X-ray generator 22 is E, and the distance from the X-ray focal point to the flat detector 24 is D. And When reconstruction is considered based on the coordinate information of a cross section at a distance L from the flat detector 24, as shown in FIG. 11B, one X-ray source is provided, that is, the X-ray sources are arranged in parallel by a distance E. Shift in the direction. Then, as shown in (c), the deviation M at the flat detector 24 is calculated as follows because the image A on the cross section at the distance L is displaced by the distance E at the X-ray source.
E: (DL) = M: L ∴M = E × L / (DL)

図１１（ａ）と（ｂ）とを−Ｍずらした平面検出器２４の出力を重ねると、距離Ｌにある例えば像Ａは重ね合わせられ強調されるが、その他のものはぼけるので、距離Ｌの断面画像を作成することができる。以上はＸ軸だけを考えたものであるが、実際はＹ軸についてもこの作業を行う。   When the outputs of the flat detector 24 in which FIGS. 11A and 11B are shifted by −M are overlapped, for example, the image A at the distance L is superimposed and emphasized, but the others are blurred, so the distance L Can be created. In the above, only the X-axis is considered, but this operation is actually performed for the Y-axis.

図１２は本実施例の１つの断面図のみの動作フローチャート図である。先ずステップＳ２１において、操作部３１で基準となるＸ線源番号を設定し、ステップＳ２２において操作部３１で放射命令があったか否かの判断を行う。放射命令があれば、ステップＳ２３で何個のＸ線源の切換えを行うかを判断し、ステップＳ２５で撮影画造酒特の回数がＮ個よりも小さければ、ステップＳ２６で撮影、画像取得を行う。ステップＳ２７で現在選択されている光源番号を判別する。ステップＳ２８、Ｓ２９で、現在選択されている光源番号からＸ方向にＮ（Ｘ）個ずれ、Ｙ方向にＮ（Ｙ）個ずれているかを判断し、ステップＳ３０で上述したずれの計算を行い、画像を合成する。なお、上述した画像の合成は、画像処理によって画像合成を行う方法やアルファブンレンディング等を用いる方法が考えられる。   FIG. 12 is an operation flowchart of only one sectional view of the present embodiment. First, in step S21, a reference X-ray source number is set by the operation unit 31, and it is determined in step S22 whether or not a radiation command has been issued by the operation unit 31. If there is a radiation command, it is determined in step S23 how many X-ray sources are to be switched, and if the number of times of photographing and brewing special is less than N in step S25, photographing and image acquisition are performed in step S26. . In step S27, the currently selected light source number is determined. In steps S28 and S29, it is determined whether N (X) shifts in the X direction and N (Y) shifts in the Y direction from the currently selected light source number, and the above-described shift calculation is performed in step S30. Composite the images. For the above-described image synthesis, a method of performing image synthesis by image processing, a method of using alpha lending, or the like can be considered.

以上の方法を任意断面数だけ演算し、実施することで、画像の重ね合わせのみであるので、高速に三次元情報を取得可能である。三次元画像の表示方法としては、上述したＭＰＲ法、二次元モニタ上に擬似立体表示するＳｕｒｆａｃｅ ＲｅｎｄｅｒｉｎｇやＶｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ、ステレオ立体視による裸眼立体視、アナグリフ方式、液晶シャッタ方式等の表示方法がある。   By calculating and implementing the above method for an arbitrary number of cross sections, it is possible to acquire three-dimensional information at high speed because only the image is superimposed. As a display method of a three-dimensional image, there are display methods such as the above-described MPR method, Surface Rendering or Volume Rendering for pseudo-stereoscopic display on a two-dimensional monitor, autostereoscopic vision by stereo stereoscopic vision, anaglyph method, and liquid crystal shutter method.

実施例３は実施例２に撮影方向選択ステップを追加したものである。図１３は本実施例３におけるフローチャート図を示しており、図１２のフローチャート図と同一のステップ番号は同一の工程を示している。   The third embodiment is obtained by adding a shooting direction selection step to the second embodiment. FIG. 13 is a flowchart in the third embodiment, and the same step numbers as those in the flowchart of FIG. 12 indicate the same steps.

図１３においては、ステップＳ３１におけるアーム２１の回転によるＣＴ撮影や、ステップＳ３２における実施例２に示した多層断層撮影による三次元画像作成や、ステップＳ３３におけるアーム２１を回転しながらの透視撮影を行う。例えばステップＳ３４において、多層断層画像を作成するに適した撮影方向を選択し、続いて実施例２の図１２のフローチャート図によりステップＳ２１に進む。   In FIG. 13, CT imaging by rotation of the arm 21 in step S31, 3D image creation by multilayer tomography shown in Example 2 in step S32, and fluoroscopic imaging while rotating the arm 21 in step S33 are performed. . For example, in step S34, an imaging direction suitable for creating a multilayer tomographic image is selected, and then the process proceeds to step S21 according to the flowchart of FIG.

図１４はステップＳ３１によるアーム２１の回転によるＣＴ撮影を行う場合を示している。複数のＸ線源を持つマルチＸ線発生装置２２と平面検出器２４を用いて、アーム２１を回転して任意断面Ｐの多層断層撮影を行う。具体的な撮影方向選択方法としては、操作部３１でアーム２１の回転角度を選択する又は指示可能なＧＵＩ等を有する等が考えられる。   FIG. 14 shows a case where CT imaging is performed by rotating the arm 21 in step S31. Using the multi X-ray generator 22 having a plurality of X-ray sources and the flat detector 24, the arm 21 is rotated to perform multilayer tomography of an arbitrary cross section P. As a specific photographing direction selection method, it is conceivable to select a rotation angle of the arm 21 by the operation unit 31 or to have a GUI or the like that can be instructed.

図１５はステップＳ３２により撮影を行う場合を示し、複数のＸ線源を持つマルチＸ線発生装置２２と平面検出器２４を用いて、アーム２１の回転によるＣＴ撮影を行い、広い再構成領域で撮影を行う。   FIG. 15 shows a case where imaging is performed in step S32. CT imaging is performed by rotating the arm 21 using a multi-X-ray generator 22 having a plurality of X-ray sources and a flat detector 24, and a wide reconstruction area is obtained. Take a picture.

図１６はステップＳ３３による撮影を示し、複数のＸ線源をマニュアル又はプログラムにより順次に動作し、Ｘ線の照射範囲に合わせて、平面検出器２４を同期して動かして撮影を行い、又は広範囲の平面検出器２４の検出領域を用いて撮影を行う。或いは、複数の平面検出器２４を用いてステッピング撮影を行ってもよい。   FIG. 16 shows imaging in step S33, in which a plurality of X-ray sources are sequentially operated manually or by a program, and imaging is performed by moving the flat detector 24 in synchronization with the X-ray irradiation range, or in a wide range. An image is taken using the detection area of the flat detector 24. Alternatively, stepping imaging may be performed using a plurality of flat detectors 24.

２１ Ｃアーム
２２ マルチＸ線発生装置
２３ 絞り
２４ 平面検出器
２５ 方向可変グリッド
２６ 天板
２７ システム制御部
２８ Ｘ線発生装置制御部
２９ 機構制御部
３０ 検出器制御部
３１ 操作部
３２ 画像生成部
３３ 画像処理部
３４ メモリ
３５ 画像蓄積部
３６ 表示部
４１ Ｘ線源設定制御部
４２ Ｘ線条件制御部
４３ａ〜４３ｄ Ｘ線源設定部
４４ スイッチ
４５ａ〜４５ｄ 撮影制御部 21 C-arm 22 Multi-X-ray generator 23 Aperture 24 Planar detector 25 Direction variable grid 26 Top plate 27 System control unit 28 X-ray generation device control unit 29 Mechanism control unit 30 Detector control unit 31 Operation unit 32 Image generation unit 33 Image processing unit 34 Memory 35 Image storage unit 36 Display unit 41 X-ray source setting control unit 42 X-ray condition control unit 43a to 43d X-ray source setting unit 44 Switch 45a to 45d Imaging control unit

Claims (5)

複数のＸ線源から構成されるＸ線発生装置と複数のセンサから構成される平面検出器とを対向させたＸ線撮影装置であって、
予め設定された切り替え順序に応じて、前記複数のＸ線源におけるＸ線の照射方向が設定され、それぞれ異なる線量による照射が可能な前記複数のＸ線源から順次照射されるＸ線に同期して前記センサを動作させる制御手段と、
前記Ｘ線を受けたセンサから複数の撮影画像を取得する取得手段と、を有することを特徴とするＸ線撮影装置。 An X-ray imaging apparatus in which an X-ray generator configured from a plurality of X-ray sources and a flat detector configured from a plurality of sensors are opposed to each other,
In accordance with a preset switching order, X-ray irradiation directions in the plurality of X-ray sources are set, and are synchronized with X-rays sequentially irradiated from the plurality of X-ray sources capable of irradiation with different doses. Control means for operating the sensor;
An X-ray imaging apparatus comprising: an acquisition unit that acquires a plurality of captured images from a sensor that has received the X-ray. 前記Ｘ線源はそれぞれ絞りを持ち、それぞれ照射野を設定可能とし、前記絞りの設定手段を前記Ｘ線源がそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。   The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein each of the X-ray sources has an aperture, each of which can set an irradiation field, and each of the X-ray sources has an aperture setting unit. 前記Ｘ線源はそれぞれが線量又は画像からフィードバック情報を取得し、それぞれがフィードバック情報を反映し、又は前に照射した他のＸ線源のフィードバック情報を用いることで、次に照射する線量を自動的に制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。 The X-ray sources each acquire feedback information from a dose or an image, each of which reflects the feedback information, or automatically uses the feedback information of other previously irradiated X-ray sources to automatically determine the next irradiation dose . The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the X-ray imaging apparatus is controlled in an automatic manner. 前記複数の撮影画像を二次元モニタに擬似立体表示する表示制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。   The X-ray imaging apparatus according to claim 1, further comprising display control means for pseudo-stereoscopically displaying the plurality of captured images on a two-dimensional monitor. 複数のＸ線源から構成されるＸ線発生装置と複数のセンサから構成される平面検出器とを用いたＸ線撮影方法であって、
予め設定された切り替え順序に応じて、前記複数のＸ線源におけるＸ線の照射方向が設定され、それぞれ異なる線量による照射が可能な前記複数のＸ線源から順次照射されるＸ線に同期して前記センサを動作させる制御工程と、
前記Ｘ線を受けたセンサから複数の撮影画像を取得する取得工程と、
を有することを特徴とするＸ線撮影方法。 An X-ray imaging method using an X-ray generation device composed of a plurality of X-ray sources and a flat detector composed of a plurality of sensors ,
In accordance with a preset switching order, X-ray irradiation directions in the plurality of X-ray sources are set, and are synchronized with X-rays sequentially irradiated from the plurality of X-ray sources capable of irradiation with different doses. A control step for operating the sensor ;
An acquisition step of acquiring a plurality of captured images from the sensor that has received the X-ray,
An X-ray imaging method comprising:

Images