JP6923323B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
従来、Ｘ線診断装置を用いた検査では、被検体の広い領域を俯瞰的に観察しつつ、関心部位を高解像度で観察する場合がある。近年、このような検査に用いられるＸ線診断装置として、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイを採用した大視野部を持つ第１の検出器と、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を使用した第１の検出器より小視野で且つピクセルピッチが細かい第２の検出器とを併せ持つ検出器を備えたＸ線診断装置が知られている。
このようなＸ線診断装置においては、例えば、用途に応じて第１の検出器と第２の検出器とを切り替えて使用し、第１の検出器により出力された信号に基づく第１のＸ線画像と、第２の検出器により出力された信号に基づく第２のＸ線画像のうち一方を表示させる。
米国特許出願公開第２０１５／０００３５８４号明細書
本発明が解決しようとする課題は、検査の効率を向上させることができるＸ線診断装置を提供することである。
実施形態のＸ線診断装置は、Ｘ線絞りと、Ｘ線検出器と、合成部と、表示制御部とを備える。Ｘ線絞りは、Ｘ線管によって発生されたＸ線の照射領域を調整する。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータを共有し、前記シンチレータによって変換された光を検出して電気信号を出力する第１の光検出器及び第２の光検出器とを有する。合成部は、前記Ｘ線絞りによる調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて前記第１の光検出器から出力された電気信号から生成された第１のＸ線画像と、前記調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて前記第２の光検出器から出力された電気信号から生成された第２のＸ線画像とを、画像サイズを合せて合成した合成画像を生成する。表示制御部は、前記合成画像を表示部にて表示させる。
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。 図２Ａは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の構成の一例を示す図である。 図２Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係るＸ線の照射領域の指定操作の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る合成機能による処理の一例を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る合成機能による処理の一例を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、第２の実施形態に係る制御機能による処理の一例を説明するための図である。 図８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、Ｘ線診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本願に係るＸ線診断装置は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御回路１９と、絞り制御回路２０と、処理回路２１と、入力回路２２と、ディスプレイ２３と、画像データ生成回路２４と、記憶回路２５と、画像処理回路２６とを有する。
図１に示すＸ線診断装置１００においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２５へ記憶されている。Ｃアーム・天板機構制御回路１９、絞り制御回路２０、処理回路２１、画像データ生成回路２４、及び、画像処理回路２６は、記憶回路２５からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。
高電圧発生器１１は、処理回路２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。
Ｘ線絞り１３は、絞り制御回路２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り１３は、絞り制御回路２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。また、Ｘ線絞り１３は、線質を調整するための付加フィルタを備える。付加フィルタは、例えば、検査に応じて設定される。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。
Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成回路２４に送信する。ここで、本実施形態に係るＸ線検出器１６は、画素ピッチの異なる２つの検出器を有する。図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器１６の構成の一例を示す図である。ここで、図２Ａは、Ｘ線検出器１６の縦断面図を示す。また、図２Ｂは、Ｘ線検出器１６の上面図を示す。
例えば、Ｘ線検出器１６は、図２Ａに示すように、第１の光検出器１６ａと、第２の光検出器１６ｂと、シンチレータ１６ｃとを有する。第１の光検出器１６ａとシンチレータ１６ｃとにより第１の検出器が構成され、第２の光検出器１６ｂとシンチレータ１６ｃとにより第２の検出器が構成される。
シンチレータ１６ｃは、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を光に変換する。第１の光検出器１６ａは、例えば、アモルファスシリコンにより形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイを採用した２次元のイメージセンサを備え、シンチレータ１６ｃによって変換された光を検出して電気信号を出力する。第２の光検出器１６ｂは、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを採用した２次元のイメージセンサを備え、シンチレータ１６ｃによって変換された光を検出して電気信号を出力する。なお、以下では、第１の光検出器１６ａによって出力される電気信号を第１の電気信号と呼び、第２の光検出器１６ｂによって出力される電気信号を第２の電気信号と呼ぶ。
このように、シンチレータ１６ｃは、第１の光検出器１６ａと第２の光検出器１６ｂとで共有される。言い換えると、Ｘ線検出器１６は、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を光に変換するシンチレータ１６ｃと、シンチレータ１６ｃを共有し、シンチレータ１６ｃによって変換された光を検出して電気信号を出力する第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂとを有する。そして、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、シンチレータ１６ｃで変換された光を同時に検出した電気信号をそれぞれ出力する。
また、図２Ａに示すように、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、画素の構成単位となる素子を複数有する。この素子それぞれは、Ｘ線入射によって得られた蛍光像を電気信号に変換してフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）に蓄積する。図２Ａの例では、第１の光検出器１６ａが１列に８つの素子を有し、第２の光検出器１６ｂが１列に８つの素子を有する場合を図示している。
ここで、第２の光検出器１６ｂの各素子の画素ピッチは、第１の光検出器１６ａの各素子の画素ピッチよりも細かい。図２Ａに示す例では、第１の光検出器１６ａの各素子の画素ピッチは、第２の光検出器１６ｂの素子２つ分の画素ピッチに相当する。すなわち、Ｘ線検出器１６のＸＹ平面においては、第１の光検出器１６ａの１つの素子が、第２の光検出器１６ｂの４つの素子に相当する。したがって、第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａと比較して、解像度が高い。
また、図２Ｂに示すように、第１の光検出器１６ａは、第２の光検出器１６ｂよりも視野サイズが広い。すなわち、図２Ｂに示すように、第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａにおける一部の検出領域と重複するサイズである。したがって、第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａと重複する領域における高解像度のＸ線画像データを収集する。ここで、Ｘ線診断装置１００においては、Ｘ線絞り１３が４枚の絞り羽根を有し、絞り制御回路２０による制御の下、これらの絞り羽根がスライドされる。例えば、Ｘ線診断装置１００においては、図２Ｂに示すように、Ｘ線絞り１３が絞り羽根１３ａ〜１３ｄを有する。
絞り羽根１３ａは、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂの１辺に平行に配置され、両矢印５１の方向にスライドされることにより、Ｘ線の照射領域を調整する。また、絞り羽根１３ｂは、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂの１辺に平行、かつ、絞り羽根１３ａと平行に配置され、両矢印５２の方向にスライドされることにより、Ｘ線の照射領域を調整する。また、絞り羽根１３ｃは、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂの１辺に平行、かつ、絞り羽根１３ａ及び絞り羽根１３ｂと直交する方向に配置され、両矢印５３の方向にスライドされることにより、Ｘ線の照射領域を調整する。また、絞り羽根１３ｄは、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂの１辺に平行、かつ、絞り羽根１３ｃと平行に配置され、両矢印５４の方向にスライドされることにより、Ｘ線の照射領域を調整する。
なお、第１の光検出器１６ａは、検出感度が第２の光検出器１６ｂよりも高い。ＣＭＯＳを採用した第２の光検出器１６ｂでは、アモルファスシリコンを採用した第１の光検出器１６ａと比較して、最大入射Ｘ線量が少ない傾向にある。このため、第２の光検出器１６ｂでは、高線量のＸ線を照射してＳ／Ｎ（Signal to Noise）比の高いＸ線画像データを収集する場合に、ダイナミックレンジが低下する。
また、第２の光検出器１６ｂは、電気信号の残存成分が第１の光検出器１６ａよりも少ない。第１の光検出器１６ａは、フォトダイオード内において、発生した電荷が内部のトラップ準位に捕捉される。一方、第２の光検出器１６ｂは、ＣＭＯＳは特性上、フォトダイオード内において生成された電荷のトラップが少ない。
図１に戻って、Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｃアーム１５は、支持部（図示を省略）に設けられたモータにより、天板１４上に横臥する被検体Ｐの周りをプロペラのように高速回転する。ここで、Ｃアーム１５は、直交する３軸であるＸＹＺ軸に関してそれぞれ回転可能に支持され、図示しない駆動部によって各軸で個別に回転する。Ｘ線管１２及びＸ線絞り１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。なお、図１では、Ｘ線診断装置１００がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。
Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との距離であるＳＩＤ（Source Image receptor Distance）を変更することも可能である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５に保持されているＸ線検出器１６を、回転することも可能である。天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。
Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。例えば、Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム１５を回転させながら所定のフレームレートで投影データを収集する回転撮影を制御する。絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、Ｘ線絞り１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射領域を制御する。
画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて投影データを生成し、生成した投影データを記憶回路２５に格納する。具体的には、画像データ生成回路２４は、第１の光検出器１６ａによって出力された第１の電気信号から第１の投影データを生成し、第２の光検出器１６ｂによって出力された第２の電気信号から第２の投影データを生成し、生成した各投影データを記憶回路２５に格納する。例えば、画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６から受信した第１の電気信号及び第２の電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換をそれぞれ行い、第１の電気信号に基づく第１の投影データと第２の電気信号に基づく第２の投影データをそれぞれ生成する。そして、画像データ生成回路２４は、生成した第１の投影データ及び第２の投影データを記憶回路２５に格納する。
記憶回路２５は、画像データ生成回路２４によって生成された投影データを受け付けて記憶する。例えば、記憶回路２５は、第１の電気信号に基づく第１の投影データと第２の電気信号に基づく第２の投影データをそれぞれ記憶する。また、記憶回路２５は、画像処理回路２６によって生成されたＸ線画像や、ボリュームデータを記憶する。また、記憶回路２５は、処理回路２１によって合成された合成画像を記憶する。なお、合成画像の詳細については後述する。また、記憶回路２５は、図１に示す各回路によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。一例を挙げると、記憶回路２５は、処理回路２１によって読み出されて実行される合成機能２１１に対応するプログラム及び制御機能２１２に対応するプログラムを記憶する。
画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、記憶回路２５が記憶する投影データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。或いは、画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、画像データ生成回路２４から直接投影データを取得し、取得した投影データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。例えば、画像処理回路２６は、第１の電気信号に基づく第１の投影データに対して画像処理を行うことで第１のＸ線画像を生成する。また、画像処理回路２６は、第２の電気信号に基づく第２の投影データに対して画像処理を行うことで第２のＸ線画像を生成する。なお、画像処理回路２６は、画像処理後のＸ線画像を、記憶回路２５に格納することも可能である。例えば、画像処理回路２６は、移動平均（平滑化）フィルタ、ガウシアンフィルタ、メディアンフィルタ、リカーシブフィルタ、バンドパスフィルタなどの画像処理フィルタによる各種処理を実行することが可能である。
また、画像処理回路２６は、回転撮影によって収集された投影データから再構成データ（ボリュームデータ）を再構成する。例えば、画像処理回路２６は、回転撮影によって収集された第１の投影データから第１の再構成データを再構成する。また、画像処理回路２６は、回転撮影によって収集された第２の投影データから第２の再構成データを再構成する。そして、画像処理回路２６は、再構成したボリュームデータを記憶回路２５に格納する。画像処理回路２６は、ボリュームデータから３次元画像を生成する。例えば、画像処理回路２６は、ボリュームデータからボリュームレンダリング画像や、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像を生成する。そして、画像処理回路２６は、生成した３次元画像を記憶回路２５に格納する。
入力回路２２は、所定の領域（例えば、関心部位などの注目領域）などの設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等や、Ｘ線の照射などを行うためのフットスイッチ等によって実現される。入力回路２２は、処理回路２１に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換し処理回路２１へと出力する。ディスプレイ２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像処理回路２６によって生成された種々の画像や、処理回路２１によって合成された合成画像を表示する。
処理回路２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。具体的には、処理回路２１は、装置全体を制御するための制御機能２１２に対応するプログラムを記憶回路２５から読み出して実行することにより、種々の処理を実行する。例えば、制御機能２１２は、入力回路２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、制御機能２１２は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御回路１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、制御機能２１２は、操作者の指示に従って絞り制御回路２０を制御し、Ｘ線絞り１３が有する絞り羽根１３ａ〜１３ｄの開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射領域を制御する。
また、制御機能２１２は、操作者の指示に従って、画像データ生成回路２４による画像データ生成処理や、画像処理回路２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、制御機能２１２は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや記憶回路２５が記憶する画像などを、ディスプレイ２３に表示するように制御する。
図１に示すように、第１の実施形態に係る処理回路２１は、上述した制御機能２１２の他、合成機能２１１を実行するが、これについては後に詳述する。なお、合成機能２１１は、特許請求の範囲における合成部の一例である。また、制御機能２１２は、特許請求の範囲における表示制御部の一例である。
以上、Ｘ線診断装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、検査の効率を向上させることを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、視野サイズが広い第１の光検出器１６ａと、解像度が高い（高精細な）第２の光検出器１６ｂとを用いたＸ線画像の収集において、第２の光検出器１６ｂによって収集される高精細な第２のＸ線画像の領域以外の領域を第１の光検出器１６ａによって収集した第１のＸ線画像で補うことで、広い領域のＸ線画像を観察可能としつつ、より注目する領域を高精細なＸ線画像で観察可能とする。
例えば、図２Ｂに示すＸ線検出器１６を用いた検査では、まず、第１の光検出器１６ａによって収集された広い領域の第１のＸ線画像によって被検体の広い領域が俯瞰的に観察され、第２の光検出器１６ｂによって収集された高精細な第２のＸ線画像によって関心部位が高解像度で観察される場合がある。一例を挙げると、脳動脈瘤に対するコイル塞栓術を行う場合に、足の付け根の動脈からカテーテルを挿入して脳動脈までの誘導する際には、広い領域の第１のＸ線画像が観察され、脳動脈瘤にコイルを塞栓する際には、高精細な第２のＸ線画像が観察される。
ここで、高解像度な第２の光検出器１６ｂは、検出領域が狭いため、関心領域が全て収まらない場合がある。この場合、一般的には、広い領域の第１のＸ線画像（第１の光検出器１６ａの検出領域で撮影されたＸ線画像）と高精細な第２のＸ線画像（第２の光検出器１６ｂの検出領域で撮影されたＸ線画像）とが交互に確認される。しかしながら、広い領域の第１のＸ線画像と高精細な第２のＸ線画像とを交互に確認するのは煩雑であり、さらに、必要以上に広い領域にＸ線が照射され被曝が増える恐れもある。
そこで、Ｘ線診断装置１００は、高精細な第２のＸ線画像を撮影する際に、関心領域が全て収まるように撮影範囲を一部広げ、第１の光検出器１６ａによって撮影された第１の画像と第２の光検出器１６ｂによって撮影された第２のＸ線画像とを合成して表示する。これにより、全ての関心領域を同時に表示することができ、検査の効率を向上させることができる。また、被曝の増加を低減することもできる。以下、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の一例を説明する。
第１の実施形態に係る合成機能２１１は、Ｘ線絞り１３による調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて第１の光検出器１６ａから出力された電気信号から生成された第１のＸ線画像と、調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて第２の光検出器１６ｂから出力された電気信号から生成された第２のＸ線画像とを、画像サイズを合せて合成した合成画像を生成する。
ここで、まず、Ｘ線診断装置１００においては、入力回路２２を介してＸ線の照射領域の調整指示を受け付ける。すなわち、入力回路２２は、Ｘ線絞り１３における絞り羽根１３ａ〜１３ｄによるＸ線の照射領域の指定操作を受け付ける。図３は、第１の実施形態に係るＸ線の照射領域の指定操作の一例を示す図である。例えば、入力回路２２は、図３の上段の図に示す絞り羽根１３ａ〜１３ｄをスライドさせる操作を受け付ける。ここで、Ｘ線の照射領域の指定操作は、任意の操作によって実行することができる。例えば、制御機能２１２が、第２の光検出器１６ｂによって収集された透視画像とともに、絞り羽根１３ａ〜１３ｄを移動させるためのＧＵＩをディスプレイ２３に表示させ、入力回路２２が絞り羽根１３ａ〜１３ｄのスライドさせる操作を受け付ける。
一例を挙げると、図３の上段の図に示すように、制御機能２１２が、第２の光検出器１６ｂによって収集された高精細のＸ線画像（透視画像）の各辺に沿って絞り羽根１３ａ〜１３ｄを示すＧＵＩを表示させる。入力回路２２は、透視画像に沿って表示された絞り羽根１３ａ〜１３ｄのスライド操作を受け付ける。例えば、入力回路２２は、図３の下段の図に示すように、絞り羽根１３ａを矢印５５の方向にスライドさせる操作と、絞り羽根１３ｄを矢印５６の方向にスライドさせる操作を受け付ける。これにより、例えば、第２のＸ線画像以外の領域６０などを含むＸ線画像を収集することができる。
これにより、例えば、第２のＸ線画像以外の領域６０などを含むＸ線画像を収集することができる。すなわち、Ｘ線診断装置１００においては、画像データ生成回路２４が、第２の光検出器１６ｂの検出領域で検出した第２の電気信号から第２の投影データを生成し、画像処理回路２６が、第２の投影データから第２のＸ線画像を生成する。また、Ｘ線診断装置１００においては、同時に、画像データ生成回路２４が、絞り羽根１３ａ〜１３ｄによって囲まれた領域で検出した第１の電気信号から第１の投影データを生成し、画像処理回路２６が、第１の投影データから第１のＸ線画像を生成する。
そして、合成機能２１１は、画像処理回路２６によって生成された第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像を合成した合成画像を生成する。具体的には、合成機能２１１は、第１のＸ線画像と第２のＸ線画像とを、画像サイズを合せた合成画像を生成する。上述したように、Ｘ線検出器１６における第１の光検出器１６ａと第２の光検出器１６ｂは、画素ピッチ（解像度）が異なる。従って、単に合成すると、画像サイズに不整合が生じることとなる。そこで、合成機能２１１は、第１の光検出器１６ａの画素ピッチと、第２の光検出器１６ｂの画素ピッチとから、第１のＸ線画像と第２のＸ線画像の画像サイズを調整する。すなわち、合成機能２１１は、ディスプレイ２３に表示させる際に、第１のＸ線画像における被写体と第２のＸ線画像における被写体とが同一の比率で表示されるように、第１のＸ線画像と第２のＸ線画像の画像サイズを調整する。
図４及び図５は、第１の実施形態に係る合成機能２１１による処理の一例を説明するための図である。例えば、図４に示すように、画像処理回路２６が、第１のＸ線画像Ｉ１と、第２のＸ線画像Ｉ２とを生成すると、合成機能２１１は、第１のＸ線画像における被写体と第２のＸ線画像における被写体とが同一の比率となる合成画像を生成する。
ここで、合成機能２１１は、Ｘ線の照射領域の縦横比に応じて合成画像の画像サイズの基準となる辺を決定し、決定した辺の長さに応じて第１のＸ線画像Ｉ１及び第２のＸ線画像Ｉ２の画像サイズを変更する。すなわち、合成機能２１１は、入力回路２２を介して受け付けたＸ線の照射領域に基づいて画像サイズを決定する。この場合、まず、合成機能２１１は、絞り制御回路２０の制御によってスライド移動される絞り羽根１３ａ〜絞り羽根１３ｄの位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいてＸ線の照射領域を算出する。例えば、合成機能２１１は、図３の下段の図における絞り羽根１３ａ〜絞り羽根１３ｄの位置情報から各絞り羽根によって囲まれたＸ線の照射領域を算出する。
そして、合成機能２１１は、算出したＸ線の照射領域において、画像サイズの基準となる辺を決定する。具体的には、合成機能２１１は、Ｘ線の照射領域における長辺を画像サイズの基準となる辺と決定する。例えば、合成機能２１１は、図３において矩形で示すＸ線の照射領域における長辺（図中の上下方向の辺）を画像サイズの基準となる辺と決定する。
そして、合成機能２１１は、合成画像の画像サイズの基準となる辺の長さがディスプレイ２３における合成画像の表示領域の対応する辺の長さに合うように、第１のＸ線画像Ｉ１及び第２のＸ線画像Ｉ２の画像サイズを変更する。例えば、図５に示すように、ディスプレイ２３が、第１のディスプレイと第２のディスプレイの２面のディスプレイを有し、第１のディスプレイに合成画像を表示させる場合、合成機能２１１は、第１のディスプレイの表示領域Ｒ１における合成画像の表示領域に、合成画像のサイズが合うように画像サイズを調整する。
例えば、第１のディスプレイにおける表示領域Ｒ１全体で合成画像を表示させる場合、合成機能２１１は、基準となる辺の長さが表示領域Ｒ１の対応する辺と合うように画像サイズを変更する。すなわち、合成機能２１１は、合成画像における長辺（図中の上下方向の辺）の長さが表示領域Ｒ１の対応する辺（図中の上下方向の辺）の長さと一致するように、合成画像の画像サイズを変更する。
例えば、合成機能２１１は、基準となる辺に対応する画像である第１のＸ線画像Ｉ１を表示領域Ｒ１の上下の辺に合わせて表示させるように拡大する。すなわち、合成機能２１１は、第１のＸ線画像Ｉ１の長辺が表示領域Ｒ１の上下の辺と合った状態で表示されるように、第１のＸ線画像Ｉ１の画像サイズを変更する。すなわち、合成機能２１１は、第１のＸ線画像Ｉ１の長辺における画素がディスプレイ２３における表示領域Ｒ１の上下方向の画素に割り当てられるように、第１のＸ線画像Ｉ１の画像サイズを変更する。
そして、合成機能２１１は、第２のＸ線画像Ｉ２における被写体と、拡大した第１のＸ線画像Ｉ１における被写体とが同一の比率で表示されるように、第２のＸ線画像Ｉ２の画像サイズを変更する。すなわち、合成機能２１１は、被写体の比率が、拡大した第１のＸ線画像Ｉ１における被写体の比率と同一となるように、第２のＸ線画像Ｉ２における画素を表示領域Ｒ１における画素に割り当てる。
図１に戻って、制御機能２１２は、合成画像をディスプレイ２３にて表示させる。例えば、制御機能２１２は、第１のＸ線画像Ｉ１と第２のＸ線画像Ｉ２との合成画像をディスプレイ２３の第１のディスプレイにおける表示領域Ｒ１に表示させる。これにより、観察者は関心領域全体を同時に観察することができ、検査の効率が向上する。
なお、上記した例では、第１のＸ線画像Ｉ１と第２のＸ線画像Ｉ２とをそれぞれ１枚ずつ収集して合成する場合を例に挙げて説明したが、透視画像などの動画像の場合も上記した例と同様に合成画像が生成される。すなわち、合成機能２１１は、第１のフレームレートで収集される複数の第１のＸ線画像Ｉ１と、第２のフレームレートで収集される複数の第２のＸ線画像Ｉ２とから複数の合成画像を生成する。
ここで、第１のフレームレートと第２のフレームレートが同一である場合には、合成機能２１１は、同一時間に収集された第１のＸ線画像Ｉ１と第２のＸ線画像Ｉ２とで合成画像を順に生成する。一方、第１のフレームレートと第２のフレームレートが異なる場合、合成機能２１１は、高いフレームレートに合せて合成画像を生成する。一例を挙げると、第２のフレームレートが第１のフレームレートの倍のフレームレートである場合、合成機能２１１は、経時的に収集された第２のＸ線画像Ｉ２における連続する２枚のフレームに、同一の第１のＸ線画像Ｉ１を割り当てて合成画像を生成する。すなわち、合成機能２１１は、経時的に収集された第２のＸ線画像Ｉ２における連続する２フレームごとに、経時的に収集された第１のＸ線画像Ｉ１の１フレームを順に割り当て、合成画像を順に生成する。制御機能２１２は、順に生成された複数の合成画像を時系列順にディスプレイ２３の表示領域Ｒ１に表示させることにより、動画像を表示させる。
なお、上述した実施形態では、Ｘ線の照射領域の長辺が上下方向である場合の例について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線の照射領域の長辺が左右方向である場合には、画像サイズの基準となる辺が左右方向の辺となる。
次に、図６を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図６は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図６に示すステップＳ１０１、１０２、１０５は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０３、１０４は、処理回路２１が記憶回路２５から合成機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。
ステップＳ１０１では、処理回路２１が、Ｘ線絞り１３を制御してＸ線の照射領域を調整する。ステップＳ１０２では、処理回路２１が、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像をそれぞれ収集する。ステップＳ１０３では、処理回路２１が、Ｘ線の照射領域の縦横比に応じて、画像サイズの基準の辺を決定する。
ステップＳ１０４では、処理回路２１が、基準となる辺の長さが表示領域の対応する辺の長さに合うように、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像の画像サイズを変更して、合成画像を生成する。ステップＳ１０５では、処理回路２１が、生成した合成画像をディスプレイ２３に表示させる。
上述したように、第１の実施形態によれば、Ｘ線絞り１３は、Ｘ線管１２によって発生されたＸ線の照射領域を調整する。Ｘ線検出器１６は、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を光に変換するシンチレータ１６ｃと、シンチレータ１６ｃを共有し、シンチレータ１６ｃによって変換された光を検出して電気信号を出力する第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂとを有する。合成機能２１１は、Ｘ線絞り１３による調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて第１の光検出器１６ａから出力された電気信号から生成された第１のＸ線画像と、調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて第２の光検出器１６ｂから出力された電気信号から生成された第２のＸ線画像とを、画像サイズを合せて合成した合成画像を生成する。制御機能２１２は、合成画像をディスプレイ２３にて表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、関心領域全体を含むＸ線画像を表示させることができ、検査の効率を向上させることを可能にする。さらに、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、関心領域に対してのみＸ線を照射することで、被曝の増加を抑止することを可能にする。
また、第１の実施形態によれば、合成機能２１１は、照射領域の縦横比に応じて合成画像の画像サイズの基準となる辺を決定し、決定した辺の長さに応じて第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像の画像サイズを変更する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、表示サイズを考慮した合成画像を生成することを可能にする。
また、第１の実施形態によれば、合成機能２１１は、照射領域における長辺を画像サイズの基準となる辺と決定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｘ線画像における最大のサイズを考慮して画像サイズを決定することを可能にする。
また、第１の実施形態によれば、合成機能２１１は、合成画像の画像サイズの基準となる辺の長さがディスプレイ２３における合成画像の表示領域の対応する辺の長さに合うように、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像の画像サイズを変更する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ディスプレイ２３の表示領域に合わせた合成画像を生成することができ、観察に適した画像を表示させることを可能にする。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成は、基本的には、図１に示したＸ線診断装置１００の構成と同じである。そのため、以下では、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と異なる点を中心に説明することとし、図１に示した構成要素と同様の役割を果たす構成要素については同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。
上述した第１の実施形態では、合成画像を２面モニタ（通常サイズのモニタ）に表示させる場合について説明した。第２の実施形態では、合成画像を大画面モニタに表示させる場合について説明する。
第２の実施形態に係る合成機能２１１は、Ｘ線の照射領域に応じて合成画像の画像サイズを決定する。ここで、第２の実施形態に係る制御機能２１２は、合成画像を大画面モニタに表示させる場合、ディスプレイ２３における合成画像の表示領域を変更する。具体的には、制御機能２１２は、Ｘ線の照射領域に応じてディスプレイ２３における合成画像の表示領域の大きさを変更し、変更後の表示領域に合成機能２１１によって生成された合成画像を表示させる。図７は、第２の実施形態に係る制御機能２１２による処理の一例を説明するための図である。例えば、図７の上段に示すように、ディスプレイ２３が大画面であり、全体の表示領域Ｒ１０に、合成画像を表示させるための領域Ｒ１１と、参照画像を表示させるための領域Ｒ１２と、ポリグラフを表示させるための領域Ｒ１３と、ＤＴＳ（Dose Tracking System）を表示させるための領域Ｒ１４と、ロードマップを表示させるための領域Ｒ１５と、撮影画像を表示させるための領域Ｒ１６とを有する。
例えば、制御機能２１２は、Ｘ線の照射領域に応じて領域Ｒ１１のサイズを変更する。一例を挙げると、制御機能２１２は、図７の下段の図に示すように、領域Ｒ１１を拡大させる。ここで、制御機能２１２は、ディスプレイ２３において合成画像以外の表示対象を表示させる表示領域の大きさ及び位置のうち少なくとも一方を変更させることにより、合成画像の領域Ｒ１１の大きさを変更し、変更後の領域Ｒ１１に合成画像を表示させる。例えば、制御機能２１２は、図７の下段の図に示すように、領域Ｒ１２〜領域Ｒ１６のサイズを縮小し、かつ、配置を変更することで領域Ｒ１１を拡大するためのスペースを確保し、確保したスペースを利用して領域Ｒ１１を拡大する。
合成機能２１１は、制御機能２１２によって拡大された領域Ｒ１１のサイズに合わせた合成画像を生成する。例えば、合成機能２１１は、高精細な第２のＸ線画像Ｉ２の表示サイズを可能な範囲でキープしつつ、第１のＸ線画像Ｉ１を第２のＸ線画像Ｉ２に合せて拡大させる。すなわち、ディスプレイ２３が大画面の場合、制御機能２１２は、高精細な第２のＸ線画像Ｉ２をより大きく表示させつつ、関心領域全体を表示させることができる。したがって、制御機能２１２は、合成画像の表示領域を変更する際に、Ｘ線の照射領域から第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像のサイズを取得し、取得したサイズを最大限に表示させつつ、他の表示対象の領域が求められるサイズよりも小さくならないように、表示領域のサイズ及び配置の変更を行う。
次に、図８を用いて、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図８に示すステップＳ２０１、２０２、２０４、２０５は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ２０３は、処理回路２１が記憶回路２５から合成機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。
ステップＳ２０１では、処理回路２１が、Ｘ線絞り１３を制御してＸ線の照射領域を調整する。ステップＳ２０２では、処理回路２１が、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像をそれぞれ収集する。ステップＳ２０３では、処理回路２１が、Ｘ線の照射領域に応じて、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像の画像サイズを変更する。
ステップＳ２０４では、処理回路２１が、合成画像の画像サイズに応じて、ディスプレイ２３における表示領域を変更する。ステップＳ２０５では、処理回路２１が、生成した合成画像をディスプレイ２３に表示させる。
上述したように、第２の実施形態によれば、合成機能２１１は、照射領域に応じて合成画像の画像サイズを決定する。制御機能２１２は、照射領域に応じてディスプレイ２３における合成画像の表示領域の大きさを変更し、変更後の表示領域に合成機能２１１によって生成された合成画像を表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高精細な第２のＸ線画像Ｉ２をより大きく表示させつつ、関心領域全体を表示させることを可能にする。
また、第２の実施形態によれば、制御機能２１２は、ディスプレイ２３において合成画像以外の表示対象を表示させる表示領域の大きさ及び位置のうち少なくとも一方を変更させることにより、合成画像の表示領域の大きさを変更し、変更後の表示領域に合成画像を表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、より大きな領域に合成画像を表示させることを可能にする。その結果、高精細な第２のＸ線画像Ｉ２をより大きく表示させつつ、関心領域全体をより大きく表示させることを可能にする。
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
上述した第１及び第２の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上記実施形態で説明した表示方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この表示プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上説明したとおり、少なくとも一つの実施形態によれば、検査の効率を向上させることを可能にする。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
１３ Ｘ線絞り
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 絞り羽根
１６ Ｘ線検出器
１６ａ 第１の光検出器
１６ｂ 第２の光検出器
１６ｃ シンチレータ
２１ 処理回路
１００ Ｘ線診断装置
２１１ 合成機能
２１２ 制御機能

Claims (4)

  1. Ｘ線管によって発生されたＸ線の照射領域を調整するＸ線絞りと、
    前記Ｘ線管から照射されたＸ線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータを共有し、前記シンチレータによって変換された光を検出して電気信号を出力する第１の光検出器及び第２の光検出器とを有するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線絞りによる調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて前記第１の光検出器から出力された電気信号から生成された第１のＸ線画像と、前記調整後の照射領域で照射されたＸ線に基づいて前記第２の光検出器から出力された電気信号から生成された第２のＸ線画像とを、画像サイズを合せて合成した合成画像を生成する合成部と、
    前記合成画像を表示部にて表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記第２の光検出器は、前記第１の光検出器と比較して高い解像度を有し、
    前記表示制御部は、前記照射領域の変更に応じて、前記第２の光検出器の出力に基づく前記第２のＸ線画像の画像サイズを保つように、前記表示部における前記合成画像の表示領域の大きさを変更する、Ｘ線診断装置。
  2. 前記合成部は、前記照射領域の変更に応じて、前記第２のＸ線画像の画像サイズを保つように前記合成画像の画像サイズを決定し、
    前記表示制御部は、変更後の表示領域に前記合成部によって生成された合成画像を表示させる、請求項１に記載のＸ線診断装置。
  3. 前記表示制御部は、前記表示部において前記合成画像以外の表示対象を表示させる表示領域の位置を変更させる、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
  4. 前記表示制御部は、前記表示部において前記合成画像以外の表示対象を表示させる表示領域の大きさ及び位置のうち少なくとも一方を変更させることにより、前記合成画像の表示領域の大きさを変更し、変更後の表示領域に前記合成画像を表示させる、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
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