JP2005270201A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線撮影装置において、通常撮影と拡大撮影との切替えを簡便に行うことを可能にする。
【解決手段】 通常Ｘ線源１ａと小焦点Ｘ線源１ｂとが一体化されたＸ線管部１と、Ｘ線検出器３とからなる撮影系が、通常Ｘ線管１ａを用いた通常撮影に適した第１の配置と、小焦点Ｘ線管１ｂを用いた拡大撮影に適した第２の配置とに切り替わるように、制御部１３が、駆動制御部１０を制御して駆動部２ｍ、４ｍを駆動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明はＸ線撮影装置に関し、詳しくは、通常撮影と拡大撮影との切替えを簡便に行うことが可能なＸ線撮影装置に関するものである。

Ｘ線撮影は、被写体を切断、破壊等をしなくても被写体内部を表すＸ線画像が得られるという利点から、様々な分野で利用されている。例えば、医療分野においては、患者の診断対象となる部位をＸ線撮影し、得られたＸ線画像において病変部がないか画像診断することが一般に行われており、工業分野においては、生産された製品をＸ線撮影し、得られたＸ線画像において欠陥部分がないか検査することが行われている。

また、Ｘ線撮影に用いるＸ線源のタイプもその用途に応じて種々開発されている。例えば、Ｘ線を放射する面すなわち焦点寸法が比較的大きい通常Ｘ線源や、特許文献１に示されているような、焦点寸法が比較的小さい小焦点Ｘ線源等がある。通常Ｘ線源は、焦点寸法が大きいため、Ｘ線強度が大きく透過力が強い反面、Ｘ線放射の広がりの均一性が若干欠け、鮮鋭度の高いＸ線画像が得にくいという性質があり、また、小焦点Ｘ線源は、焦点寸法が小さいため、Ｘ線強度が小さく透過力が弱い反面、Ｘ線放射の広がりの均一性が優れており、鮮鋭度の高いＸ線画像が得られるという性質がある。

一般に、厚みのあるものやＸ線が透過しにくい材質のものを被写体としてＸ線撮影する場合には、Ｘ線強度が大きくなくてはならない。例えば、医療分野においては、人体の胸部をＸ線撮影し、得られた胸部Ｘ線画像において肺がんを表す腫瘤や石灰化クラスタ等の病変部がないかを画像診断することが行われているが、このようなＸ線撮影では、比較的体積の大きい部分を撮影することになるので、Ｘ線強度が大きい通常Ｘ線源が用いられることが多い。
特開２００１−２３８８７１号公報

ところで、Ｘ線画像を用いた医用画像診断や非破壊検査において、観察対象が画像全体に対して比較的大きい場合、例えば、上述のような胸部Ｘ線画像における肺がんの腫瘤や石灰化クラスタのようなものの場合には、撮影対象全体をＸ線撮影する通常撮影によって得られたＸ線画像に基づいて、比較的容易に画像診断もしくは検査を行うことができるが、観察対象が画像全体に対して微細である場合、例えば、頭部Ｘ線画像における脳血管の動脈瘤のようなものの場合には、通常撮影によって得られたＸ線画像では鮮鋭度が足りず、十分な観察を行うことができない。

このような場合、はじめ、撮影対象全体をＸ線撮影（通常撮影）し、得られたＸ線画像において関心の高い関心部分を決定し、その後さらに、被写体におけるその関心部分に対して拡大撮影（例えば、撮影対象に線源を近づけるとともに撮影対象からＸ線検出器を離して行うＸ線撮影）を行い、得られた拡大画像において詳細な観察を行う手法が考えられる。このとき、通常撮影には通常Ｘ線源を用い、拡大撮影には小焦点Ｘ線源を用いる。拡大撮影に通常Ｘ線源をそのまま用いると、そのＸ線放射の広がりの不均一性から、得られた拡大画像は鮮鋭度の欠けたいわゆるボケ画像となってしまうが、拡大撮影に小焦点Ｘ線源を用いれば、そのＸ線放射の広がりの均一性から、高精細な拡大画像を得ることができる。なお、小焦点Ｘ線源のＸ線強度は上述の通り小さいが、拡大撮影の場合には、被写体におけるＸ線の透過領域が通常撮影に比べて狭くなるので、Ｘ線強度が小さくてもさほど問題とはならない。

しかしながら、上記のような、通常Ｘ線源を用いた通常撮影から小焦点Ｘ線源を用いた拡大撮影に切り替える手法では、通常撮影と拡大撮影とで線源が異なる上に、それぞれの撮影に適した、線源、Ｘ線検出器を含む撮影系の配置も異なるため、その配置替えの作業が煩雑となり、通常撮影と拡大撮影との切替えを簡便に行うことができないという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、通常撮影と拡大撮影との切替えを簡便に行うことが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とするものである。

なお、上記特許文献１には、簡便に通常撮影と位相画像撮影（放射光Ｘ線源から得られる単色の平行Ｘ線による撮影や１０μｍ程度の焦点寸法を持つマイクロ焦点Ｘ線源による撮影で得られるようなエッジ強調画像を得るための位相コントラスト撮影）の両方の撮影を行うことができるＸ線撮影装置が記載されているが、通常撮影と拡大撮影に関するものではない。

本発明の第１のＸ線撮影装置は、被写体にＸ線を照射する通常Ｘ線源と、被写体にＸ線を照射する小焦点Ｘ線源と、前記被写体を透過したＸ線を検出して画像信号を得るＸ線検出器とを含む撮影系と、前記撮影系の配置が、前記通常Ｘ線源を用いて前記被写体を撮影する通常撮影に適した第１の配置と、前記小焦点Ｘ線源を用いて前記被写体を拡大して撮影する拡大撮影に適した第２の配置とに切り替わるように、前記通常Ｘ線源、前記小焦点Ｘ線源および前記Ｘ線検出器のうち少なくとも１つを移動制御する移動制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の第２のＸ線撮影装置は、被写体にＸ線を照射する通常Ｘ線源と、被写体にＸ線を照射する小焦点Ｘ線源と、前記被写体を透過したＸ線を検出して画像信号を得るＸ線検出器と、前記被写体を載置する撮影台とを含む撮影系と、前記撮影系の配置が、前記通常Ｘ線源を用いて前記被写体を撮影する通常撮影に適した第１の配置と、前記小焦点Ｘ線源を用いて前記被写体を拡大して撮影する拡大撮影に適した第２の配置とに切り替わるように、前記通常Ｘ線源、前記小焦点Ｘ線源、前記Ｘ線検出器および前記撮影台のうち少なくとも１つを移動制御する移動制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、「通常Ｘ線源」および「小焦点Ｘ線源」とは、第１の焦点寸法を有するＸ線管を用いたＸ線源と、前記第１の焦点寸法より小さい第２の焦点寸法を有するＸ線管を用いたＸ線源とをそれぞれ表すものであり、「通常Ｘ線源」としては、焦点寸法が０．３ｍｍ〜４ｍｍのものを、「小焦点Ｘ線源」としては、焦点寸法が０．００１ｍｍ〜０．３ｍｍのものを用いることが好ましい。

本発明のＸ線撮影装置において、「Ｘ線検出器」は、通常Ｘ線源用と小焦点Ｘ線源用とで１つのＸ線検出器を兼用することが、省スペース化、低コスト化の観点から好ましいが、別々に用意してもよい。

「Ｘ線検出器」としては、検出面に光電センサーを配置した固体検出器（いわゆるＦＰＤ）のほか、蓄積性蛍光体シート（いわゆるＩＰ）とその読取装置とからなるもの等を用いることができる。

本発明の第１のＸ線撮影装置において、「少なくとも１つを移動制御する」場合としては、例えば、通常Ｘ線源とＸ線検出器とから構成される通常撮影系を用意し、小焦点Ｘ線源のみを通常Ｘ線源とＸ線検出器との間に出し入れする移動制御を行って第１の配置と第２の配置とに切替える場合が考えられる（この場合は被写体にも移動してもらう）。

本発明の第２のＸ線撮影装置において、「少なくとも１つを移動制御する」場合としては、例えば、Ｘ線検出器を通常Ｘ線源用と小焦点Ｘ線源用と別々に設け、通常Ｘ線源と通常Ｘ線源用のＸ線検出器とから構成される通常撮影系と、小焦点Ｘ線源と小焦点Ｘ線源用のＸ線検出器とから構成される拡大撮影系とを用意し、撮影台のみを両撮影系間で移動制御して、第１の配置と第２の配置とに切替える場合が考えられる。

「第１の配置」とは、通常Ｘ線源と被写体とＸ線検出器とが略一直線上に並び、通常Ｘ線源と被写体との距離は比較的長く、被写体とＸ線検出器との距離は比較的短く、小焦点Ｘ線源は撮影される範囲内にない配置であり、「第２の配置」とは、小焦点Ｘ線源と被写体とＸ線検出器とが略一直線上に並び、小焦点Ｘ線源と被写体との距離が比較的短く、被写体とＸ線検出器との距離は比較的長く、通常Ｘ線源は撮影される範囲内にない配置である。なお、具体的な距離は、被写体の大きさや形状、Ｘ線検出器の検出面の大きさ、Ｘ線撮影において求める鮮鋭度等によって決められる。

本発明のＸ線撮影装置において、「移動制御手段」は、通常Ｘ線源、小焦点Ｘ線源およびＸ線検出器、または、これらに加えて被写体を載せる撮影台（以下これらを撮影系の各要素という）が、所定の空間範囲内で移動可能な機構と、撮影系の各要素を移動させるための駆動部（例えば、ステッピングモータと当該モータに連動して回転するギヤや車輪を有するもの）と、当該駆動部を制御して撮影系の各要素を目的の位置に移動させる駆動制御部とを有するものであってもよい。

本発明のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線検出器により得られた前記通常撮影による画像信号に基づいて、通常撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、該通常撮影画像データに基づいて該通常撮影画像データが表す通常撮影画像を表示する画像表示手段と、該画像表示手段により表示された前記通常撮影画像における関心部分の位置情報を入力する関心部分入力手段とをさらに備え、前記移動制御手段は、前記関心部分の位置情報と、前記通常撮影画像上の位置と該位置に対応する実空間上の場所との対応関係とに基づいて、前記撮影系の配置が、前記関心部分に対応する実空間上の場所を拡大撮影するのに適した配置になるように、前記少なくとも１つを移動制御するものとすることができる。

この場合において、前記通常撮影画像データに基づいて、前記通常撮影画像上の病変候補を検出し該病変候補の位置情報を取得する病変候補検出手段をさらに備え、前記画像表示手段は、前記通常撮影画像データと前記病変候補の位置情報とに基づいて、前記通常撮影画像とともに前記病変候補の位置を示す情報を表示するものとしてもよい。

本発明のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線検出器により得られた前記通常撮影による画像信号に基づいて、通常撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、該通常撮影画像データに基づいて、該通常撮影画像データが表す通常撮影画像上の病変候補を検出し該病変候補の位置情報を取得する病変候補検出手段とをさらに備え、前記移動制御手段は、前記病変候補の位置情報と、前記通常撮影画像上の位置と該位置に対応する実空間上の場所との対応関係とに基づいて、前記撮影系の配置を、前記病変候補に対応する実空間上の場所を拡大撮影するのに適した配置になるように、前記少なくとも１つを移動制御するものとすることができる。

この場合において、前記通常撮影画像データと前記病変候補の位置情報とに基づいて、前記通常撮影画像とともに前記病変候補の位置を示す情報を表示する画像表示手段をさらに備えるようにしてもよい。

「画像表示手段」としては、例えば、ＣＲＴ等により画面に通常撮影画像を表示するものであってもよいし、プリンタ等により紙等の記録媒体に通常撮影画像を記録表示するものであってもよい。

「関心部分入力手段」は、例えば、「画像表示手段」をＣＲＴ等により画面に通常撮影画像を表示するものとした場合には、マウスやキーボード等の入力手段を用いて関心部分を指定することにより関心部分の位置情報を入力するものであってもよいし、「画像表示手段」をプリンタ等により紙等の記録媒体に通常撮影画像を記録表示するものとした場合には、記録媒体に記録表示された通常撮影画像上の関心部分にペン等でマーキングし、それをスキャナ等で読み込んでマーキング部分を認識し、その認識された部分の位置情報を関心部分の位置情報として入力するものであってもよい。

「画像表示手段」は、通常撮影によって得られた通常撮影画像を表示するものであるが、拡大撮影によって得られた拡大撮影画像をも表示するものであってもよい。

ここで、「前記通常撮影画像上の位置と該位置に対応する実空間上の場所との対応関係」は、通常Ｘ線源およびＸ線検出器の位置と、Ｘ線検出器の検出面上の位置と画像上の位置との対応関係とから求めることができる。

本発明のＸ線撮影装置において、前記通常撮影画像データ生成手段は、前記Ｘ線検出器によりエネルギーの異なる２種のＸ線をそれぞれ検出して得られる２つの前記通常撮影による画像信号に基づいて、該２つの画像信号にそれぞれ対応する２画像間でサブトラクション処理を行うことによりエネルギーサブトラクション画像を表すエネルギーサブトラクション画像データを生成するものであってもよい。

ここで、「エネルギー」とは、Ｘ線の単純な強度を表すものではなく、Ｘ線の波長あるいは周波数を表すものであり、「エネルギーの異なる２種のＸ線」とは、エネルギー分布の異なる２種類のＸ線を表すものである。

また、「エネルギーサブトラクション画像」とは、被写体を透過したエネルギー分布の互いに異なる２種のＸ線をそれぞれ記録して得られる２画像間でサブトラクション（減算）処理を行うことにより生成される画像であり、例えば、被写体を人体における所定の部位としたときに、その部位を構成する軟部と骨部とでＸ線の吸収スペクトルが異なることを利用して、軟部に対して吸収されやすいエネルギー成分と骨部に対して吸収されやすいエネルギー成分の成分比率が異なる２種のＸ線をそれぞれ用いて被写体を撮影し、軟部と骨部のコントラストが異なる２画像を得、当該２画像間でサブトラクション処理を施して生成される、軟部あるいは骨部が除去あるいは強調された画像を考えることができる。

上記のエネルギーの異なる２種のＸ線は、例えば、Ｘ線管の管電圧を変化させることにより得ることができ、例えば、管電圧を８０ｋＶと１２０ｋＶとに変化させる。

また、前記２種のＸ線は、造影剤の吸収端前後のエネルギーを有するＸ線とすることもできる。

ここで、「造影剤の吸収端」とは、造影剤のＸ線吸収スペクトルにおいて存在するＸ線吸収率が大きく変化する場所に相当するエネルギーを意味し、「吸収端前後のエネルギーを有するＸ線」とは、吸収端直前のエネルギー成分を主成分とするＸ線と、吸収端直後のエネルギー成分を主成分とするＸ線を意味するものであり、例えば、吸収端直前のエネルギー位置にピークがあるようなエネルギー分布を有するＸ線、好ましくは、エネルギー成分の５０％以上が吸収端から吸収端前５ｋｅＶまでの間に含まれるＸ線と、吸収端直後のエネルギー位置にピークがあるようなエネルギー分布を有するＸ線、好ましくは、エネルギー成分の５０％以上が吸収端から吸収端後５ｋｅＶまでの間に含まれるＸ線とすることができる。

このような場合における「エネルギーサブトラクション画像」としては、例えば、造影剤におけるＸ線の吸収率が吸収端前後で大きく異なることを利用して、吸収端前のエネルギーを有するＸ線と吸収端後のエネルギーを有するＸ線とをそれぞれ用いて被写体を撮影し、造影剤の注入された部分のコントラストが異なる２画像を得、当該２画像間でサブトラクション処理を行うことにより生成される造影剤の注入された部分が強調された画像を考えることができる。

また、「吸収端前後のエネルギーをそれぞれ有する２種のＸ線」は、単色Ｘ線であってもよい。

ここで、「単色Ｘ線」とは、スペクトル幅が非常に狭いＸ線のことであり、例えば、そのエネルギー分布の幅が０．５ｋｅＶ程度のものが考えられる。このような単色Ｘ線は、比較的ブロードなスペクトル幅を有する一般的なＸ線を分光器等で分光することにより得ることができる。

なお、単色Ｘ線は、その単色性がいかに高いとは言え、通常、そのエネルギー分布は、ある幅と裾の広がりを有しており、単色Ｘ線のエネルギー成分のすべてが、ある特定の波長領域内に含まれるようにすることは容易ではない。しかし、一般的には、そのエネルギー成分の８０％以上が上記特定の波長領域内にあれば、単色Ｘ線としての十分な効果が得られると考えられる。したがって、「吸収端前後のエネルギーを有する単色Ｘ線」とは、例えば、そのエネルギーの８０％以上が吸収端から吸収端前５ｋｅＶまでの間の幅０．５ｋｅＶ以内にあるＸ線と、そのエネルギーの８０％以上が吸収端から吸収端後５ｋｅＶまでの間の幅０．５ｋｅＶ以内にあるＸ線とを考えることができる。

本発明のＸ線撮影装置において、「画像」は、単発の撮影（撮影回数は１回に限定されない）によって得られた画像であってもよいし、連続的な撮影によって得られた一連の画像群であってもよい。

単発の撮影によって得られる画像としては、例えば、単一の撮影で得られた１つの画像や、エネルギーの異なる２種のＸ線をそれぞれ用いて撮影・取得した２画像をサブトラクションして生成されるエネルギーサブトラクション画像等が考えられる。

また、連続的な撮影によって得られた一連の画像群としては、例えば、略一定の時間間隔で撮影された画像群や、エネルギーの異なる２種のＸ線を、奇数回目と偶数回目とで交互に用いて撮影・取得した画像群、あるいは当該画像群に基づき、時間的に隣接する各２画像間でサブトラクションして生成されるエネルギーサブトラクション画像群等を考えることができる。

そこで、本発明のＸ線撮影装置において、前記２種のＸ線を交互に照射するように前記通常Ｘ線源を制御するＸ線制御手段をさらに備え、前記画像データ生成手段は、前記Ｘ線検出器により検出された時系列的に隣接する２つの画像信号の各組合せに基づいて、前記各組合せ毎に前記エネルギーサブトラクション画像データを生成するものとすることができる。

ここで、「交互に照射する」とは、エネルギーの異なるＸ線を少なくとも３回は照射することを意味する。

この場合、画像表示手段は、上記一連の画像群を静止画として画面上に並べてもしくは切替え可能に表示するものであってもよいし、上記一連の画像群を動画として時系列的な順番で画像を更新しながら表示したりするものであってもよい。

また、病変候補検出手段は、上記一連の画像群に基づいて病変候補を検出するものであってもよいし、上記一連の画像群のうちの選択された画像について病変候補を検出するものであってもよい。

「一連の画像群に基づいて病変候補を検出するもの」としては、例えば、通常の画像やエネルギーサブトラクション画像あるいはこれら両画像に基づいて該画像上の病変候補を検出するものや、通常Ｘ線源を用いて造影剤が注入された動物の血管を連続的に撮影して得られた画像群に基づいて、該画像群における濃度の時間微分を求め、この時間微分が所定の閾値を超えて変化する特異点を病変候補として検出するものが考えられる。なお、この検出に際し、病変候補が検出されたことを示すメッセージや警告音（音声を含む）等を出力して、注意を喚起するようにしてもよい。

なお、画像に基づいて病変候補を検出する方法としては、上記の、画像における濃度の時間微分に基づいて検出する方法のほか、例えば、特開２００２−１０９５１０号公報に記載されているような、腫瘤陰影を検出するのに適したアイリスフィルタ処理や、微小石灰化陰影を検出するのに適したモフォロジーフィルタ処理等を利用した異常陰影検出方法を用いることができる。

また、エネルギーサブトラクション処理の方法としては、例えば、特開昭５９−８３４８６号公報に記載されている放射線画像のエネルギーサブトラクション方法を用いることができ、また、エネルギーの異なる２種のＸ線を交互に用いて撮影する方法としては、例えば、特開昭６０−２２５５４１号公報に記載されているエネルギーサブトラクション用高速撮影装置に適用されている方法を用いることができる。

本発明の第１および第２のＸ線撮影装置によれば、通常Ｘ線源、小焦点Ｘ線源およびＸ線検出器、または、通常Ｘ線源、小焦点Ｘ線源、Ｘ線検出器および撮影台を含む撮影系と、撮影系の要素のいくつかを移動制御して、撮影系の配置を、通常Ｘ線源を用いた通常撮影に適した第１の配置と、小焦点Ｘ線源を用いた拡大撮影に適した第２の配置とに切り替える移動制御手段を有しているので、被写体の通常撮影および拡大撮影にそれぞれ適した撮影系の配置を容易に形成することができ、通常撮影と拡大撮影との切替えを簡便に行うことが可能となる。

本発明のＸ線撮影装置は、特に、血管の診断に有用であり、通常撮影にて得られた診断対象となる部位全体を表すＸ線画像において病変候補が検出された場合、すぐに撮影系を拡大撮影に適した配置に切り替えて当該病変候補を拡大撮影し、病変候補を詳細に観察することが可能な高精細な拡大画像を得ることができ、検査効率を向上させることができる。

以下、本発明のＸ線撮影装置の実施の形態について説明する。

図１は本発明のＸ線撮影装置の一実施形態による構成を示す図であり、図１（ａ）は本Ｘ線撮影装置を横から見た図、図１（ｂ）は本Ｘ線撮影装置の撮影系を上から見た図である。

図１に示すＸ線撮影装置は、焦点寸法が１ｍｍ程度の通常Ｘ線管（通常Ｘ線源）１ａおよび焦点寸法が０．０１ｍｍ程度の小焦点Ｘ線管（小焦点Ｘ線源）１ｂと（以下、通常Ｘ線管１と小焦点Ｘ線管とを合わせてＸ線管部１という）、通常Ｘ線管１ａと小焦点Ｘ線管１ｂとが水平方向に並んで一体となるように支持する支持体２と、Ｘ線管部１を上下・左右・前後方向に駆動する、支持体２に備えられた駆動部２ｍと、Ｘ線を光電的に検出してアナログ電気信号を出力するＸ線検出器３と、Ｘ線検出器３を支持する支持体４と、Ｘ線検出器３を上下・左右・前後方向に駆動する、支持体４に備えられた駆動部４ｍと、支持体２、４を移動可能に支持する支持台６と、Ｘ線管部１に接続され、各Ｘ線管に高電圧を印加するＸ線高電圧発生器７と、Ｘ線検出器３から出力されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器８と、画像データに基づいて当該画像データが表す画像上の病変部を抽出するＣＡＤ処理部（病変部抽出手段）９と、駆動部２ｍ、４ｍを駆動してＸ線管部およびＸ線検出器３の位置を制御する駆動制御部１０と、Ｘ線高電圧発生器７が発生する通常Ｘ線管１および小焦点Ｘ線管２への印加電圧を制御する高電圧制御部１１と、Ａ／Ｄ変換器７から出力されたデジタル信号を画像データに変換したり、ＣＡＤ処理部９から抽出された病変部の位置情報を受け取って病変部を指示するマークに対応する画像データを生成する等、画像処理全般を行う画像処理部１２と、Ｘ線管部１およびＸ線検出器３が所望の位置に配置されるように駆動制御部１０を制御したり、Ｘ線のエネルギーや照射タイミングが所望のエネルギーやタイミングとなるように高電圧制御部１１を制御したり、制御全般を行う制御部１３と、画像処理部１２から映像信号を受け取って画面に画像を出力する表示モニタ１４と、キーボードやマウス等により各種情報を入力する操作部１５とを備えている。

なお、本発明における移動制御手段は、支持体２、４と支持台６と駆動部２ｍ、４ｍと駆動制御部１０と制御部１３とにより構成されており、画像データ生成手段は、Ａ／Ｄ変換器８と画像処理部１２とにより構成されており、画像表示手段は、画像処理部１２と表示モニタ１４とにより構成されており、関心部分入力手段は、操作部１５と制御部１３とにより構成されており、Ｘ線制御手段は、Ｘ線高電圧発生器７と高電圧制御部１１と制御部１３とにより構成されている。

次に、図１に示すＸ線撮影装置の作用について、人体の胸部をＸ線撮影してその胸部周辺の血管における動脈瘤を検出する場合を例に説明する。

まず、血管にヨード系の造影剤が注入された被写体１６としての人体を、支持台６の所定の場所に置く。

はじめ、操作部１５により撮影モードを通常撮影モードに設定する入力を行うと、制御部１３は駆動制御部１０を制御して、駆動部２ｍ、４ｍを制御し、Ｘ線管部１とＸ線検出器３とを所定の位置に移動させ、撮影系の各要素を、通常Ｘ線管１ａと被写体１６の胸部とＸ線検出器３とが略一直線に並び、かつ、通常Ｘ線管１ａと被写体１６との距離ｄ１を長く、被写体１６とＸ線検出器３との距離ｄ２は短くなるような胸部の通常撮影に適した第１の配置にする。このとき、必要に応じて、Ｘ線源部１およびＸ線検出器３の位置を微調整するようにしてもよい。図２（ａ）は、第１の配置にある撮影系を上から見た図である。

操作部１５により通常撮影の開始を指示する入力を行うと、制御部１３は高電圧制御部１１を制御して、Ｘ線高電圧発生器７が通常Ｘ線管１ａに印加する管電圧を制御し、ヨード系造影剤の吸収端（３３ｋｅＶ）前後のエネルギーを有するＸ線、すなわち、３０ｋｅＶと４０ｋｅＶのエネルギーをそれぞれ中心として幅５ｋｅＶ程度の２種類のＸ線を、略一定の時間間隔、例えば１秒間隔で、被写体１６の胸部に対して交互に連続的に照射するようにする。図３はヨード系造影剤のＸ線吸収スペクトルの概略を示した図であり、矢印Ｅで示した部分が吸収端に相当する。

Ｘ線検出器３はＸ線の照射毎に被写体１６の胸部を透過したＸ線を光電的に検出し、各Ｘ線の照射に対応するアナログ電気信号を出力する。

Ａ／Ｄ変換器８はＸ線検出器３から出力された各アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、画像処理部１２がそのデジタル信号に基づいて、各Ｘ線の照射毎にすなわち各撮影毎に画像データを生成し、一定の時間間隔で撮影された連続的な画像フレームを取得する。画像処理部１２はさらに、時間的に隣接した奇数フレームと偶数フレームとの各組合せ間でサブトラクションを行い、各組合せ毎に、造影剤の存在する部分が強調されたエネルギーサブトラクション画像を得て、各エネルギーサブトラクション画像に対応する画像データを生成し、当該画像データを時系列的な順序で更新しながら映像信号に変換して表示モニタ１４に送り、表示モニタ１４の画面にエネルギーサブトラクション画像のいわゆるセミ動画を表示させる。

一方、ＣＡＤ処理部９は、上記の各エネルギーサブトラクション画像に対応するエネルギーサブトラクション画像データに基づいて、各エネルギーサブトラクション画像における濃度の時間微分（時間的な変化率）を算出し、この時間微分が所定の閾値を超えた特異点を病変候補として検出する。これは、血流がスムーズでない場所がこのような特異点として現れる可能性が高いためである。図４は、特異点における画像の濃度の時間微分の例を示した図である。

ＣＡＤ処理部９により病変候補が検出されると、画像処理部１２はＣＡＤ処理部９からその病変候補の位置情報を受け取り、Ｘ線画像上の病変候補を指し示すマークと病変候補が検出された旨を示すメッセージとを表す画像データを生成し、Ｘ線画像とともに当該マークとメッセージとを表示モニタ１４の画面に表示させるべく映像信号を生成して表示モニタ１４に送信する。この際、マークやメッセージだけでなく、警告音や音声も同時に出力させるようにしてもよい。

ところで、本Ｘ線撮影装置は、撮影系を拡大撮影に適した第２の配置に切り替える際のモードとして、自動モードとマニュアルモードが設定できるものである。自動モードとは、通常撮影で得られたＸ線画像において病変候補が検出されると、その画像上の病変候補の位置に対応する実空間上の場所を拡大撮影するべく撮影系を第２の配置に切り替えるモードであり、マニュアルモードとは、表示モニタ１４の画面に表示される画像において、関心の高い関心部分をマニュアルで指定し、指定された関心部分の位置に対応する実空間上の場所を拡大撮影するべく撮影系を第２の配置に切り替えるモードである。

自動モードでは、ＣＡＤ処理部９により病変候補が検出されると、制御手段１３は、撮影系を第２の配置に切り替えるとともに、さらに、撮影系が病変候補に対応する場所を拡大撮影するのに適した配置となるように、Ｘ線源部１とＸ線検出器３の位置を調整するべく、画像上の病変候補の位置を表す位置情報と、画像上の位置と当該位置に対応する実空間上の場所との対応関係とに基づいて、駆動制御部１１を制御して、Ｘ線管部１とＸ線検出器３の位置を変化させる。なお、上記画像上の位置と当該位置に対応する実空間上の場所との対応関係は、通常Ｘ線管１ａおよびＸ線検出器３の位置と、Ｘ線検出器３の検出面上の位置と画像上の位置との対応関係とから求めることができる。

マニュアルモードでは、操作部１５により、表示モニタ１４の画面に表示されている画像において関心部分を指定する入力を行うと、制御手段１３は画像上の関心部分の位置を表す位置情報と、画像上の位置と当該位置に対応する実空間上の場所との対応関係とに基づいて、撮影系を、関心部分に対応する場所を拡大撮影するのに適した配置とするべく、駆動制御部１１を制御して、Ｘ線管部１とＸ線検出器３の位置を変化させる。

図２（ｂ）はこのようにして第２の配置に切り替えられた撮影系を上から見た図である。この例では、通常Ｘ線管１ａと小焦点Ｘ線管１ｂとが一体化されてＸ線源部１を形成しており、小焦点Ｘ線管１ｂと被写体１６の拡大撮影の対象部分とＸ線検出器３の検出面の中心とが略一直線上に並ぶように、Ｘ線源部１を移動して被写体１６に近づけるとともに、Ｘ線検出器３を移動して被写体１６から離すようにしている。

そして、操作部１５により拡大撮影の開始を指示する入力を行うと、制御部１３は高電圧制御部１１を制御して、Ｘ線高電圧発生器７が小焦点Ｘ線管１ｂに印加する管電圧を制御して、Ｘ線を被写体１６の病変候補の位置に対して照射するようにする。

その後は、通常撮影時と同様に、画像処理部１２が、Ｘ線検出器３により検出された信号に基づいて病変候補の拡大画像を表す画像データを生成し、表示モニタ１４にその拡大画像を表示させたり、本Ｘ線撮影装置に内蔵された、あるいは、本撮影装置と接続された記録装置等に当該画像データを送信したりするようにする。読影者はこれらの情報に基づいて血管の診断を行うことができる。

このように構成された本発明のＸ線撮影装置によれば、通常Ｘ線源、小焦点Ｘ線源およびＸ線検出器を含む撮影系と、撮影系の要素のいくつかを移動制御して、撮影系の配置を、通常Ｘ線源を用いた通常撮影に適した第１の配置と、小焦点Ｘ線源を用いた拡大撮影に適した第２の配置とに切り替える移動制御手段を有しているので、被写体の通常撮影および拡大撮影にそれぞれ適した撮影系の配置を容易に形成することができ、通常撮影と拡大撮影との切替えを簡便に行うことが可能となる。

なお、本実施形態において、Ｘ線制御手段は、造影剤の吸収端前後のエネルギーを有する２種類のＸ線を被写体に対して照射するものであるが、これとは別に、例えば、人体の軟部に対して吸収されやすいエネルギー成分と人体の骨部に対して吸収されやすいエネルギー成分の成分比率が異なる２種類のＸ線を照射するものとしてもよい。この場合、軟部と骨部のコントラストが異なる２画像を得ることができ、当該２画像間でサブトラクション処理を施して生成されるエネルギーサブトラクション画像は、軟部あるいは骨部が除去された画像となり、軟部のみあるいは骨部のみを観察したい場合に利用できる。

また、Ｘ線制御手段は、同じエネルギーを有する単一種類のＸ線を連続的に照射するものであってもよい。この場合、画像処理部１２はサブトラクション処理を行わず、各撮影で得られた画像をそのまま画像データとして生成するようにしてもよい。

また、Ｘ線制御手段は、１回または複数回の所定回数の照射をまとめて行うものとしてもよい。

また、本実施形態において、画像表示手段は、連続的に撮影した一連の画像群を、時系列的な順番で更新しながら表示するいわゆるセミ動画として表示するものであるが、これとは別に、例えば、上記一連の画像群を静止画として画面上に並べてもしくは切替え可能に表示するものであってもよい。

また、本実施形態において、病変候補検出手段は、画像上の濃度の時間微分が所定の閾値を超えた特異点を病変候補として抽出するものであるが、これとは別に、例えば、特開２００２−１０９５１０号公報に記載されているような、腫瘤陰影を検出するのに適したアイリスフィルタ処理や、微小石灰化陰影を検出するのに適したモフォロジーフィルタ処理等を利用した異常陰影検出方法を用いて検出するものであってもよい。

また、本実施形態において、移動制御手段は、通常Ｘ線管１ａと小焦点Ｘ線管１ｂとが一体化されたＸ線管部１とＸ線検出器を移動して、撮影系の切替えを行うものであるが、これとは別に、例えば、図５（撮影系を上から見た図）および図６（撮影系を横から見た図）に示すように、通常Ｘ線管１ａと小焦点Ｘ線管１ｂとを別々に支持するようにし、小焦点Ｘ線管１ｂとＸ線検出器３を移動して、撮影系の切替えを行うようにしてもよい。

また、本実施形態において、撮影系は、通常Ｘ線管１ａ、小焦点Ｘ線管１ｂおよびＸ線検出器３で構成されているが、これらに被写体１６を載置する撮影台５をさらに加え、移動制御手段を、図７（撮影系を上から見た図）に示すように撮影台５とＸ線検出器３を移動して、あるいは、図８（撮影系を横から見た図）のようにＸ線源部１とＸ線検出器３と撮影台５を移動して、撮影系の切替えを行うものであってもよい。

なお、病変候補が複数検出された場合には、複数の病変候補のうちいずれかを選択可能とし、撮影系が、選択された病変候補に対応する実空間上の場所を拡大撮影するのに適した配置となるようにしてもよいし、複数の病変候補のうち最も病変らしい候補、例えば、上記濃度の時間微分の変化が最も大きかったものが優先して指定され、撮影系が、指定された病変候補に対応する実空間上の場所を拡大撮影するのに適した配置となるようにしてもよい。あるいは、撮影系が、複数の病変候補のうち指定した順番や病変らしさの高い順番で、各病変候補にそれぞれ対応した実空間上の場所を拡大撮影するのに適した配置に順次切り替わるように予約設定されるようにしてもよい。

本発明のＸ線撮影装置の一実施形態による構成を示した図 撮影系が第１の配置から第２の配置に切り替わる様子を示した図 ヨード系造影剤のＸ線吸収スペクトルの概略を示した図 画像における濃度の時間微分と特異点との対応関係の例を示した図 小焦点Ｘ線管とＸ線検出器の移動により撮影系が切り替わる様子（その１）を示した図 小焦点Ｘ線管とＸ線検出器の移動により撮影系が切り替わる様子（その２）を示した図 撮影台とＸ線検出器の移動により撮影系が切り替わる様子を示した図 Ｘ線管部とＸ線検出器と撮影台の移動により撮影系が切り替わる様子を示した図

符号の説明

１ａ 通常Ｘ線管
１ｂ 小焦点Ｘ線管
１ Ｘ線管部
２ 支持体
２ｍ 駆動部
３ Ｘ線検出器
４ 支持体
４ｍ 駆動部
５ 撮影台
６ 支持台
７ Ｘ線高電圧発生器
８ Ａ／Ｄ変換器
９ ＣＡＤ処理部
１０ 駆動制御部
１１ 高電圧制御部
１２ 画像処理部
１３ 制御部
１４ 表示モニタ
１５ 操作部
１６ 被写体

Claims (9)

1. 被写体にＸ線を照射する通常Ｘ線源と、被写体にＸ線を照射する小焦点Ｘ線源と、前記被写体を透過したＸ線を検出して画像信号を得るＸ線検出器とを含む撮影系と、
   前記撮影系の配置が、前記通常Ｘ線源を用いて前記被写体を撮影する通常撮影に適した第１の配置と、前記小焦点Ｘ線源を用いて前記被写体を拡大して撮影する拡大撮影に適した第２の配置とに切り替わるように、前記通常Ｘ線源、前記小焦点Ｘ線源および前記Ｘ線検出器のうち少なくとも１つを移動制御する移動制御手段とを備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 被写体にＸ線を照射する通常Ｘ線源と、被写体にＸ線を照射する小焦点Ｘ線源と、前記被写体を透過したＸ線を検出して画像信号を得るＸ線検出器と、前記被写体を載置する撮影台とを含む撮影系と、
   前記撮影系の配置が、前記通常Ｘ線源を用いて前記被写体を撮影する通常撮影に適した第１の配置と、前記小焦点Ｘ線源を用いて前記被写体を拡大して撮影する拡大撮影に適した第２の配置とに切り替わるように、前記通常Ｘ線源、前記小焦点Ｘ線源、前記Ｘ線検出器および前記撮影台のうち少なくとも１つを移動制御する移動制御手段とを備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
3. 前記Ｘ線検出器により得られた前記通常撮影による画像信号に基づいて、通常撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、
   該通常撮影画像データに基づいて該通常撮影画像データが表す通常撮影画像を表示する画像表示手段と、
   該画像表示手段により表示された前記通常撮影画像における関心部分の位置情報を入力する関心部分入力手段とをさらに備え、
   前記移動制御手段が、前記関心部分の位置情報と、前記通常撮影画像上の位置と該位置に対応する実空間上の場所との対応関係とに基づいて、前記撮影系の配置が、前記関心部分に対応する実空間上の場所を拡大撮影するのに適した配置になるように、前記少なくとも１つを移動制御するものであることを特徴とする請求項１または２記載のＸ線撮影装置。
4. 前記通常撮影画像データに基づいて、前記通常撮影画像上の病変候補を検出し該病変候補の位置情報を取得する病変候補検出手段をさらに備え、
   前記画像表示手段が、前記画像データと前記病変候補の位置情報とに基づいて、前記画像とともに前記病変候補の位置を示す情報を表示するものであることを特徴とする請求項３記載のＸ線撮影装置。
5. 前記Ｘ線検出器により得られた前記通常撮影による画像信号に基づいて、通常撮影画像データを生成する画像データ生成手段と、
   該通常撮影画像データに基づいて、該通常撮影画像データが表す通常撮影画像上の病変候補を検出し該病変候補の位置情報を取得する病変候補検出手段とをさらに備え、
   前記移動制御手段が、前記病変候補の位置情報と、前記通常撮影画像上の位置と該位置に対応する実空間上の場所との対応関係とに基づいて、前記撮影系の配置を、前記病変候補に対応する実空間上の場所を拡大撮影するのに適した配置になるように、前記少なくとも１つを移動制御するものであることを特徴とする請求項１または２記載のＸ線撮影装置。
6. 前記通常撮影画像データと前記病変候補の位置情報とに基づいて、前記通常撮影画像とともに前記病変候補の位置を示す情報を表示する画像表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載のＸ線撮影装置。
7. 前記画像データ生成手段が、前記Ｘ線検出器によりエネルギーの異なる２種のＸ線をそれぞれ検出して得られる２つの前記通常撮影による画像信号に基づいて、該２つの画像信号にそれぞれ対応する２画像間でサブトラクション処理を行うことによりエネルギーサブトラクション画像を表すエネルギーサブトラクション画像データを生成するものであることを特徴とする請求項３から５記載のＸ線撮影装置。
8. 前記２種のＸ線が、造影剤の吸収端前後のエネルギーをそれぞれ有する２種のＸ線であることを特徴とする請求項７記載のＸ線撮影装置。
9. 前記２種のＸ線を交互に照射するように前記通常Ｘ線源を制御するＸ線制御手段をさらに備え、
   前記画像データ生成手段が、前記Ｘ線検出器により得られた時系列的に隣接する２つの画像信号の各組合せに基づいて、前記各組合せ毎に前記エネルギーサブトラクション画像データを生成するものであることを特徴とする請求項７または８記載のＸ線撮影装置。

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