説明

断層撮影装置

【課題】断層像と透過像とを一緒に表示し、簡便に被検体の撮影領域の全体像を把握することにある。
【解決手段】被検体4を載置するテーブル6と、被検体4に向けてX線を照射するX線管1と、被検体を透過したX線ビームを検出するX線検出器2と、X線ビームの放射線光軸Lと90°以下の角度で交差する回転軸RAに対し、被検体とX線とを相対的に回転させるための回転手段8とを有する断層撮影装置であって、前記回転を行わせつつ所定の回転角度位置毎に、X線検出器2から透過像を順次収集する撮影制御部15aと、この収集された複数の透過像から被検体の断層像を再構成する再構成部15bと、断層像の再構成に用いた複数の透過像から少なくとも1つの透過像を選択して縮小し、再構成した断層像と並べて表示画面上に表示する表示制御部15cとを備えた構成である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トモシンセシス(Tomosynthesis)装置やラミノグラフ(Laminograph)などの断層撮影装置に係り、特に被検体に対し放射線照射方向を円錐に沿って変化させる円軌道タイプの断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
円軌道タイプの断層撮影装置は、放射線源から発生する放射線(X線)を被検体に向けて照射するが、このとき被検体を、放射線の光軸に対し傾斜した回転軸で放射線に対して相対的に回転させ、一回転中の所定回転位置ごとに被検体から透過してくる放射線を2次元検出チャンネルを有する放射線検出器で検出し、この検出器出力から被検体の断層像ないし3次元データを得るものである。
【0003】
この断層像ないし3次元データを得るための再構成の方法は、フィルタ処理及び逆投影処理を行う方法や逐次近似法(ART:Algebraic Reconstruction Techniques法)などが使用されている(特許文献1)。
【0004】
この円軌道タイプの断層撮影装置における断層像の表示においては、1枚の断層像のみを表示した場合、被検体の撮影領域の全体像が把握しにくい。
【0005】
そこで、従来は、3次元データ(連続した複数枚の断層像)を再構成した後、1枚の画像を選択表示し、以後,画像捲り操作により隣接した画像に順次切換えて表示し、全体像を把握可能にしたものがある。
【0006】
また、別の断面像の表示例としては、CTスキャナで既に行われているMPR(Multi Planar Reconstruction)表示を用い、同一画面に方向の異なる複数枚の断面を同時に表示しつつ断面位置を連続的に変更し、全体像を把握可能にしたものがある(特許文献2)。
【0007】
さらに、別の断面像の表示例としては、CTスキャナで既に行われている3次元表示を用い、3次元データを視線に沿って投影し3次元表示画像を作成し表示するものがある。
【0008】
さらに、前述したMPR表示と3次元表示とを組み合わせて表示するものが提案されている(特許文献3)。
【特許文献1】特開2004−108990号公報
【特許文献2】特開2005−300438号公報
【特許文献3】特開平09−016814号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従って、円軌道の断層撮影装置における断層像の観察においては、被検体の撮影領域の全体像を把握しつつ細部の観察も十分に行うことが望まれる。
【0010】
しかしながら、前述した画像捲り操作により隣接した画像に順次表示するものは、全体像を把握するために、高速に画像捲り操作を繰り返す必要があるので、その捲り操作が煩わしく、何度も往復するように捲り操作を繰り返し続けないと全体が把握できない。また、必要とする少数の断面像を短時間で再構成したい場合であっても、全体像が分るためには必要以上に広い区間の多数の断層像を再構成する必要があるという問題がある。
【0011】
従来の別の表示例であるMPR表示は、全体像を把握するために、断面位置を変更しながら全体像の把握可能な位置を選択することから、その断面位置変更・選択操作が煩わしく、画像捲り操作と同様に何度も断面位置の変更を繰り返さないと全体が把握できない。また、画像捲り操作と同様に必要以上の多数の断層像を再構成する必要がある。また、断面変換の処理を行っていることから、断面切換え応答に多少の遅れが生じ、全体把握できる状態になるまでの操作にイライラ感が伴ってくるなどの問題がある。
【0012】
従来のさらに別の表示例である3次元表示は、視線の方向(何れの方向から見るかを定めるパラメータ)、被検体への照明の当て方を表すパラメータや透明度(半透明表示の場合、各CT値ごとにどの程度の透明度となるかを設定する)などの表示条件の設定が多い。その結果、被検体の撮影領域全体を把握可能な状態に表示するまでの操作が煩わしい。また、表示の変更処理に対する応答に多少の遅れが生じ、前述したMPR表示と同様に全体把握までの操作にイライラ感が伴ってくるなどの問題がある。
【0013】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、断層像と透過像とを一緒に表示し、簡便に被検体の撮影領域の全体像を把握可能とする断層撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するために、本発明は、被検体を載置するテーブルと、被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を2次元検出チャンネルで検出する放射線検出器と、前記放射線源の放射線光軸と90°以下の角度で交差する回転軸に対し、前記被検体と前記放射線とを相対的に回転させるための回転手段とを有する断層撮影装置であって、前記回転手段によって回転を行わせつつ所定の回転角度位置毎に、前記放射線検出器の出力である透過像を順次収集する撮影制御手段と、この撮影制御手段で収集された複数の透過像から前記被検体の断層像を再構成する再構成手段と、前記断層像の再構成に用いた前記複数の透過像から少なくとも1つの透過像を選択し、この選択された透過像を縮小して前記再構成した断層像と並べて1つの表示画面上に表示する表示制御手段とを備えた断層撮影装置である。
【0015】
また、本発明は、前記断層撮影装置の構成要素である表示制御手段としては、前記複数の透過像から1つの透過像を選択する場合、前記表示する断層像の左右方向または上下方向と前記表示する透過像の左右方向または上下方向とが前記被検体に対し同じ方向になるような前記1つの透過像を選択することを特徴とする。
【0016】
さらに、本発明の表示制御手段としては、前記複数の透過像から収集した順番に基づき前記1つの透過像を次々に選択し、前記表示する透過像を次々に更新することにより、前記表示画面に透過像の回転動画表示を実現することを特徴とする。
【0017】
さらに、本発明の表示制御手段としては、前記選択した透過像または前記表示した透過像を前記表示する断層像と関連付けて記憶し保存することを特徴とする。
【0018】
さらに、本発明の表示制御手段としては、前記選択した透過像または前記表示した透過像と前記表示する断層像とに同一の断層識別名を含むファイル名を付けて記憶し保存することを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、断層像の再構成処理に供した透過像を、一定の方向性を合わせて断層像と一緒に表示することにより、簡便に被検体の撮影領域の全体像を把握できる断層撮影装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第一の実施の形態)
図1は本発明に係る断層撮影装置における第一の実施の形態を説明する概念構成図(正面図)である。
【0021】
図1において、1は放射線源であるX線管、2は放射線検出手段であるX線検出器である。X線管1のX線焦点Fから発生した放射線であるX線ビーム3は図示斜め下方の被検体4に向けて照射され、その一部となるX線ビーム5が被検体4を透過し、X線検出器2で検出される。
【0022】
X線管1は、例えば透過型マイクロフォーカスX線管が用いられ、1μm程度の小さなX線焦点Fを持つものである。
【0023】
X線検出器2は、被検体4から透過してくるX線ビーム5を2次元検出チャンネル(2次元分解能)で構成される検出面2aで検出するものであって、例えばX線I.I.(X線イメージ.インテンシファイア)とテレビカメラとを組み合わせたもの、FPD(フラットパネル型検出器)等が用いられる。
【0024】
被検体4は、試料テーブル6に載置され、試料テーブル6の下部には試料テーブル6を支持し、移動させる役割を持ったXY機構7、回転機構8及びxz機構9が設けられている。これら機構7〜9は、外部からの指令に基づき所定の方向に移動され、X線ビーム5に対して被検体4を所定位置に設定する役割を有する。
【0025】
なお、XY機構7、回転機構8及びxz機構9は、図1の積み重ね順序に限定されるものでなく、任意の順序で積み重ね可能である。回転機構8は請求項に記載される回転手段に相当する。
【0026】
被検体4は、試料テーブル6とともにXY機構7によりテーブル面6aに沿って互いに直交する2方向X,Yに平行移動され位置設定される。また、被検体4は、回転機構8によりテーブル面6aに沿って回転される。さらに、被検体4は、xz機構9により、回転軸RAとともにテーブル面6aと直交する平面(検出器傾動面10=紙面)に沿って2方向x,zに平行移動されて所要位置に設定される。
【0027】
なお、X線ビーム5は、被検体4と試料テーブル6とのみ交差し、他のX線吸収の強い構成要素とは交差しないように工夫されている。例えば、回転機構8は大口径の中空軸とX線ビーム5から外れた部分での軸受けとを有し、X線ビーム5はその中空軸の中を通過する。XY機構7及びxz機構9についても、同様にX線吸収の強い構成要素とは交差しないように工夫されている。試料テーブル6はX線透過のよい材料で作られている。
【0028】
X線検出器2は、検出器移動機構11により、検出器傾動面10(=紙面)に沿ったxd方向に直進移動され、また同時に首振りされ、常に検出面2aがX線焦点Fを向くように位置設定される。あるいは、前述した直進移動の代わりに図示(ト)のように円弧状に移動させてもよい。
【0029】
検出器移動機構11は、X線ビーム3内でX線検出器2を移動させることにより、90度より小さな範囲(0度ないし約70度)でラミノ角αを可変できる。ラミノ角αは回転軸RAとX線光軸Lとのなす角度である。
【0030】
その結果、回転軸RAは、X線焦点F(X線源)とX線検出器2の検出面2aの中心Dとを結ぶX線光軸Lに対し、90度より小さなラミノ角αで傾斜されている。そして、X線光軸Lは回転軸RAと一点(C点)で交わるように設定される。
【0031】
XY機構7は、回転軸RA上のC点を中心とする撮影領域に被検体4の所望の検査領域が位置するように、回転軸RAと直交する2方向であるX,Y方向に試料テーブル6を移動させるために使用される。
【0032】
回転機構8は、断層撮影時、被検体4をテーブル面6aに沿って回転させるために使用される。
【0033】
xz機構9は、検査倍率(拡大率)の設定と、ラミノ角(傾斜角)αが変化したときに検査領域がC点を中心とする撮影領域からずれないようにする、いわゆる視野ずれ補正に使用される。
【0034】
各機構7,8,9は機構制御部13から電力の供給を受け、かつ、制御指令のもとに位置決め制御される。すなわち、機構制御部13は、必要とする機構7(または8,9)に制御指令を送出し、当該機構7に取り付けられたエンコーダ(図示せず)から制御結果の位置データを受け取り、所望とする位置に設定するように制御する。
【0035】
また、X線管1にはX線制御部14が接続されている。X線制御部14は、所望のX線条件となる管電圧、管電流となるようにX線管1を制御する。
【0036】
15はコンピュータを備えたデータ処理部である。このデータ処理部15は、外部的にはキーボード,マウス等の入力部16、表示部17及び記憶装置18が設けられ、また、X線検出器2、機構制御部13、X線制御部14と接続され、X線検出器2の検出出力の取り込み、各種制御指令の発信その他後記する各種の制御処理を実行する。なお、データ処理部15内部に記憶装置18を設けてもよい。
【0037】
すなわち、データ処理部15は、ソフトウエア的には、撮影制御部15a、再構成部15b及び表示制御部15cが設けられる。
【0038】
撮影制御部15aは、所望の断層撮影条件のもとに被検体4の断層撮影を行う一連のシーケンスプログラムを実施する機能である。ここで、断層撮影とは、断層撮影条件のもとに設定されたラミノ角αで1回転にわたって一定角度回転毎の回転位置ごとに被検体4から透過してくる透過データ(透過像)をX線検出器2で検出する撮影である。
【0039】
再構成部15bは、断層撮影で収集された透過データ(透過像)を用いて、被検体4の断層像を作成する機能である。撮影制御部15aで収集された透過データ(透過像)及び再構成部15bで作成された断層像は記憶装置18に領域分けされて記憶される。
【0040】
表示制御部15cは、記憶装置18から選択的に透過データ(透過像)や断層像を読み出し表示部17に表示する機能である。
【0041】
その他、図1に図示されていないが、X線管1,xz機構9、検出器移動機構11等を支持する構成要素、X線を遮蔽するための筐体などが設けられている。
【0042】
次に、以上のように構成された断層撮影装置の作用について、図2を参照して説明する。図2は第一の実施の形態における断層撮影全体の一連の処理フローを示す図である。
【0043】
先ず、ステップS1においては、断層撮影に先立ち、断層撮影条件の設定を行う。断層撮影条件としては、X線管1の管電圧、管電流等の断層撮影X線条件と、ラミノ角α、被検体4中の撮影位置(拡大率を含む)等の断層撮影幾何条件と、回転速度、1回転中に取得する透過像の撮影枚数Jその他必要な条件とがある。
【0044】
ステップS1では、具体的には、被検体4を試料テーブル6に載置した後、操作者が入力部16からX線条件と幾何条件を入力すると、撮影制御部15aはこれらX線条件,幾何条件の入力指示に従って断層撮影条件の設定動作を実施する。
【0045】
すなわち、撮影制御部15aは、入力部16から入力されるX線条件を受け付けると、X線制御部14を介してX線管1に管電圧、管電流等のX線条件を設定する。X線条件としては、透過像が暗すぎや飽和する部分が無いような管電圧、管電流が設定される。
【0046】
また、撮影制御部15aは、入力部16から入力される幾何条件を受け付けると、撮影制御部15aは幾何条件を設定する。すなわち、撮影制御部15aは、入力された幾何条件に従い、機構制御部13に制御指令を送出し、検出器移動機構11をxd方向に移動させ、所定のラミノ角αに設定する。引き続き、撮影制御部15aは、機構制御部13を介して移動制御指令を出力し、XY機構7にて撮影位置(検査領域)を回転軸RA上に移動させ、さらにxz機構9を介して所定の拡大率となるように設定するとともに、C点に撮影位置中央を合わせる視野あわせを行う。
【0047】
撮影制御部15aは、前述したようにして断層撮影条件の設定を行った後、その設定された断層撮影条件は、例えば,SAMPLE-A.cndといったファイル名(イ)を付け、図3に示すように記憶装置18の所定領域18aに記憶する。ここで、SAMPLE-Aは操作者が入力部16から入力した今回の断層撮影(被検体とその断層撮影条件)を識別する名称(断層撮影識別名)、.cndはデータ形式を表す拡張子である。
【0048】
次に、設定された断層撮影条件下において、操作者が入力部16から断層撮影開始指示を入力すると、撮影制御部15は以下のステップS2で断層撮影を実施する。
【0049】
ステップS2では、撮影制御部15は、回転機構8に回転制御指令を送出し、被検体4を回転軸RAに対し回転させながら、通常,1回転にわたって一定回転角度Δφごとに被検体4から透過してくる透過データ(透過像)をX線検出器2で検出し、その透過データを記憶装置18の所定領域18aに記憶する。なお、ハーフスキャン、オーバースキャン、ヘリカルスキャンなどの場合には1回転ではない。
【0050】
図4はステップS2の断層撮影時における被検体4の回転角度φにおける回転軸RA方向(z軸方向)から見た被検体4の検査領域内の構造4aを示す図である。ここで、構造4aは、例えば1つの材料21の中に別の材料22が埋め込まれている構造となっている。
【0051】
同図において、pとqは被検体4に固定した、回転面内での互いに直交する2方向を示す。ここで、pとqは、回転角度φ=0°のとき、それぞれX方向とY方向に一致するように決めるものとする。図4(a)は被検体4の回転角度φ=0°、図4(b)は被検体4の回転角度φ=30°、図4(c)は被検体4の回転角度φ=270°のときのpとqの方向を示している。断層撮影では、例えば回転角度0°〜359°まで、1°(Δφ=1°)ごとに透過像を検出する場合、360枚(撮影枚数J=360)の透過像を収集する。
【0052】
そこで、ここで収集された透過像は、例えば、SAMPLE-Aj.oblといったファイル名(ロ)を付け、記憶装置18の所定領域18aに記憶する。ここで、SAMPLE-Aは断層撮影を識別する名称であって、前述したファイル名(イ)と同じである。これは同一の被検体4及び同一の断層撮影条件による断層撮影であることを表している。jは収集した透過像の順番(透過像番号)であるビュー番号(回転角度順を示す番号)であって、例えば回転角度0°〜359°まで回転させて1°ごとに透過像を収集したとすると、トータル360番の中の何番目(順番数)を表す数(例えば整数0,1,2,…,359)を意味する。従って、透過像を収集するごとにビュー番号jが順次増えていく。また、.oblは収集した透過像のデータ形式を表す拡張子である。
【0053】
以上のようにして、SAMPLE-Aj.oblのファイル名のもとに収集した透過像を記憶した後、引き続き、再構成部15bにて再構成処理により断層像の作成を行う(ステップS3)。
【0054】
ステップS3では、操作者が入力部16から再構成領域、ボクセル寸法、マトリックス数、フィルタ関数等の再構成条件を入力すると、再構成部15bは、例えば再構成条件と前述した断層撮影条件(SAMPLE-A.cnd(イ))とを合わせた断層像条件を作成し、例えば,SAMPLE-A.infといったファイル名(ハ)を付け、記憶装置18の所定領域18aに記憶する。ここで、SAMPLE-Aは断層撮影を識別する名称、.infは断層像条件のデータ形式を表す拡張子である。
【0055】
再構成部15bは、1回転にわたって一定回転角度ごとにX線検出器2で得られた透過データ(透過像)のファイル名であるSAMPLE-Aj.obl(j=0〜J-1)に基づき、透過データ(透過像)を読み出し、断層像を再構成する。
【0056】
再構成方法は、従来周知の方法を採用する。例えば、特許文献1に記載するように、フィルタ掛けと逆投影とを用いて再構成する。ここで、フィルタ掛けは、透過像上に投影した回転軸の方向と直交する方向にいわゆる周波数重みデータ|ω|のフィルタ掛けが行われる。そして、逆投影により被検体4の断層像を得る。連続的に複数枚(K枚)の断層像を再構成することにより、3次元データを得ることができる。
【0057】
再構成部15bは、再構成処理により得られた断層像について、例えば、SAMPLE-Ak.imgといったファイル名(ニ)を付け、記憶装置18の所定領域18aに順次記憶する。ここで、SAMPLE-Aは断層撮影を識別する名称であって、前述したファイル名(イ),(ロ)と同じである。kは端から順につけた断層像番号であって、0〜(K-1)の整数で表される。.imgは断層像のデータ形式を表す拡張子である。
【0058】
次に、表示制御部15cは、被検体4の検査領域の全体像を把握する観点から、表示部17の表示画面上に断層像と透過像を並べて表示する表示制御を実施する(ステップS4)。
【0059】
ステップS4では、表示制御部15cは、表示する断層像SAMPLE-Ak.imgの左右方向と表示する透過像の左右方向が被検体4に対して同じ方向となるように、断層像の再構成に用いた複数の透過像SAMPLE-Aj.obl(j=0〜J-1)の中から表示すべき1つの透過像を選択する。
【0060】
ここで、表示すべき透過像の選択について、図4を参照して説明する。
今、透過像がX線焦点Fから見て、左方向がY方向となるような向きで収集するものとする。そこで、被検体4のp方向が右方向になるような断層像を再構成する場合、回転角度φ=270°における透過像を選択すれば、当該透過像の右方向が被検体4のp方向に一致し、断層像と透過像の左右方向が被検体4に対して同じp方向になることが図4(c)から理解できる。この透過像は、SAMPLE-Aj.obl(j=270)の透過像となる。
【0061】
今、360°回転中の透過像撮影枚数が360でなく、一般的にJ枚とした場合は、
j=J・270/360 ……(1)
なる式で計算されるj番目の透過像を選択する。なお、選択する透過像の回転角度は、一般的には270°でなく、回転の始点の取り方と再構成時の断面像の向きの設定によって変化し、それに伴って、式(1)も変化する。
【0062】
表示制御部15cは、式(1)からj番目となるSAMPLE-Aj.oblの透過像を選択し、表示用透過像として、SAMPLE-A.bmpなる別のファイル名(ホ)を付けてコピーを作り、記憶装置18の所定領域18aに記憶する。
【0063】
さらに、表示制御部15cは、選択した透過像を縮小して再構成した断層像の一つ、例えばSAMPLE-A0.imgの断層像と並べて1つの画面に表示する。このとき、縮小処理としては、例えば縦横とも1つおきに間引くことにより縦横のマトリックス数をそれぞれ1/2にするか、あるいは縦横ともN列ごとに(N−1)列間引くことにより縦横のマトリックス数をそれぞれ1/Nとすることも可能である。
【0064】
図5は表示部17の表示画面17a上に断層像23と透過像24とを並べて表示した一表示例である。
【0065】
この図5から明らかなように、断層像23と透過像24は、画像全体にわたって、左右方向が被検体4に対するp方向(右側がpの正方向)になる。ちなみに、ここで表示される断層像23と透過像24の上下方向は厳密には一致しない。なぜならば、断層像23は、画像全体にわたって、上下方向がq方向であるのに対し、透過像24のq方向は、中央(回転軸RAの投影位置)付近では上下方向となるが、両端部付近ではパースペクティブ(遠近画法)により上下方向からずれる為である。
【0066】
表示画面17aの画像表示領域を除く操作領域25には操作者が所望の処理指示を行うための操作ボタン(図示せず)が表示されている。
【0067】
そこで、操作者は、入力部16となるマウスで所要の操作ボタンをクリックし、あるいは入力部16となるキーボードから所定の指示を入力し、所望の処理を実行させることができる。例えば、断層像番号を入力し、記憶装置18から該当する断層像23を読み出して表示画面17aに表示し、この表示された断層像の一部を変更したり、あるいは断層像を捲り操作することにより、複数枚の断層像を連続的に表示させることもできる。また、断層像の明るさやコントラストを変更することも可能である。
【0068】
以上のような一連の処理ステップS1〜S4により、断層撮影から断層像表示までの一連の処理を行った後、入力部16からの終了指示に従って処理が終了する。従って、この時点でのファイルとしては、断層撮影条件(SAMPLE-A.cnd)、収集した透過像(SAMPLE-Aj.obl)(j=0〜J-1)、断層像条件(SAMPLE-A.inf)、断層像(SAMPLE-Ak.img)(k=0〜K-1)、選択した透過像(SAMPLE-A.bmp)が記憶装置18の所定領域18aに記憶されている。
【0069】
これらファイルの内、断層撮影条件と収集した透過像は、例えば次の断層撮影の時や記憶容量が減ったときに自動的に消去されるが、その他のファイルは操作者が消去操作しない限り、永続的に記憶される。
【0070】
ところで、本発明の断層撮影装置としては、図2に示す一連の処理とは別に、過去に撮影した断層像を表示させることができる。このときの表示画面は図5と同様である。具体的には、操作者は、入力部16からファイル読み出し指示を入力し、操作領域25に過去に撮影したファイル名の一覧を表示させ、その中から所要のファイル名を選択することにより、所望の断層像23を表示する。このとき、表示制御部15cは、該当するファイル名をサーチし、選択された断層像に対応する透過像24を選び出し、断層像と並べて表示する。
【0071】
また、操作者は、透過像のファイル名(SAMPLE-A.bmp)を選択することで、透過像24と例えば先頭の断層像23(SAMPLE-A0.img)を表示画面17a上に表示させることができる。このとき、表示制御部15cはファイル名をサーチして断層像を選択する。
【0072】
また、操作者は複数の縮小した透過像を並べて表示させた後、この透過像から観察対象を選択すると、表示制御部15cは、この選択された透過像と例えば対応する先頭の断面像を並べて表示する。
【0073】
従って、以上のような実施の形態によれば、被検体4の断層像を表示すると、自動的にその被検体4を斜め上から透視した透過像を選択し、一つの表示画面17a上に一緒に表示するので、断層像及び透過像を観察しながら簡便に被検体4の撮影領域の全体像を把握することができる。
【0074】
また、上記実施の形態によれば、表示画面17a上に一緒に表示される断層像と透過像の左右方向が被検体4に対し同じp方向(右側がpの正方向)になるので、断層像と透過像の対応関係が直感的に把握できる。
【0075】
また、上記実施の形態によれば、ファイル名のもとに必要なデータ及び画像を関連付けて記憶しているので、過去に行った断層撮影についても、断層像を表示すると、自動的にその被検体4を斜め上から透視した透過像を一つの表示画面17aに一緒に表示することができ、従来のような煩わしい操作を省略できる。
【0076】
また、逆に透過像を選択すると、この透過像と一緒に対応する断層像を並べて表示でき、煩わしい操作を省略できる。
【0077】
また、上記実施の形態によれば、過去の多数の断層撮影(被検体とその断層撮影条件)から選択して断層像を表示する際、複数の透過像(**.bmp)を並べて表示させた状態から1枚を選択することで対応する断層像を表示することができ、これにより被検体4の撮影領域の全体を把握しながら断層像を選択できるので、断層像を順次観察しながら選択するのに比べ、速やかに所望の断層像を選択できる。
【0078】
また、断層像の再構成に用いる複数の透過像(すなわち、断層撮影で収集した透過像)から選んだ透過像を表示するので、表示用透過像の撮影を別に行う必要が無い。また、選んだ透過像を縮小して並べて表示するだけなので、データ処理も簡便である。
【0079】
(第一の実施の形態の変形)
(1) 第一の実施の形態では、断層像と透過像は重ならないように並べて表示したが、例えば、図6に示すように断層像23(SAMPLE-Ak.img)の一部に選択した透過像24(SAMPLE-A.bmp)の全体を重ねて表示してもよく、あるいは断層像(SAMPLE-Ak.img)の一部に選択した透過像(SAMPLE-A.bmp)の一部が重なるように表示してもよい。この場合は、操作領域25の所定の選択切換えタッチボタン(図示せず)をタッチ操作し、透過像の表示/非表示を切換えるようにする。
【0080】
(2) 第一の実施の形態では、拡張子.bmpのみ一般に使用されているファイル形式とし、他のファイルは特殊なファイル形式としたが、ファイル形式は他の形式であってもよい。例えば.bmpは一般に使用される.jpgや.tifであってもよい。本発明ではファイル形式は特に問わない。
【0081】
(3) また、ファイルの作り方は、第一の実施の形態に限定されない。一例としては、
イ.透過像ファイル(SAMPLE-A.obm):{=断層撮影条件(SAMPLE-A.cnd)+収集した透過像(SAMPLE-Aj.obl)(j=0〜J-1)}の1個、
ロ.断層像ファイル(SAMPLE-Ak.imh)(k=0〜K-1): {=断層像条件(SAMPLE-A.inf)+断層像(SAMPLE-Ak.img) }(k=0〜K-1)}からなるK個またはK枚、
ハ.選択した透過像(SAMPLE-A.bmq):{=断層像条件(SAMPLE-A.inf)+選択した透過像(SAMPLE-A.bmp)}の1個といったファイルに作成すれば、K+2個のファイルとなり、図3よりも少ないファイル数で記憶することができる。この場合、収集した透過像は1つのファイルになるので、j番目の透過像を選択するのにファイル名から選択するのではなく、ファイル形式により予め定まっているj番目の透過像の先頭アドレスを用いて透過像を選択する。
【0082】
(4) また、第一の実施の形態では、ファイル名に同じ断層撮影を表す「(SAMPLE-A)」を付すことにより、選択する透過像または表示する透過像と対応する断層像とを関連付けて記憶しているが、関連付ける方法はこれには限らない。例えば、断層撮影条件や断層像を同じホルダーに記憶したり、あるいは一緒にファイルすることも可能である。
【0083】
(5) 第一の実施の形態では、選択した透過像はそのまま記憶しているが、例えば縮小処理した後に記憶してもよい(請求項4の「表示した透過像の記憶」)。この場合には、記憶された透過像をそのまま表示できる。
【0084】
(6) 第一の実施の形態における表示制御部15cは、左右方向が断層像と同じになるように1つの透過像を選択しているが、このような選択をする代わりに、断層像の再構成に用いた複数の透過像SAMPLE-Aj.obl(j=0〜J-1)を順次、収集順あるいはそれと逆順に選択することができる。このとき、選択した透過像は記憶することなく順次縮小しつつ表示し、かつ、その表示を更新させるようにすれば、断層像と並べて透過像を動画表示でき、ひいては透過像が断層撮影しているように回転される。このような回転動画表示により、被検体4の撮影領域の全体像がさらによく把握できる。
【0085】
なお、このような透過像の選択表示において、例えば1つおき、あるいは2つおきになるように間引いて選択すれば、回転動画表示の回転速度を柔軟に調整できる。
【0086】
(7) 上記変形例(6)については、さらに次のように変形も考えられる。例えば、収集した透過像SAMPLE-Aj.obl(j=0〜J-1)を、収集順あるいはそれと逆順に選択しながら順次縮小し、動画表示用透過像SAMPLE-Aj.bmp(j=0〜J-1)として記憶し、当該動画表示用透過像を表示してもよい。
【0087】
この変形例によれば、収集した透過像SAMPLE-Aj.oblが消去された後であっても、動画表示用透過像SAMPLE-Aj.bmp(j=0〜J-1)を用いて表示部17に動画表示することができ、また、動画表示に際して、既に縮小済みとなっているので、ここでは縮小処理無しで動画表示できる。
【0088】
このような回転動画表示により、被検体4の撮影領域の全体像をさらによく把握できる。
【0089】
なお、この変形例においては、前述同様に収集した透過像を1つおき、あるいは2つおきになるように間引いて選択すれば、回転動画表示の回転速度を調整でき、記憶容量も減らすことができる。
【0090】
(8) 第一の実施の形態では、放射線としてX線を用いたが、他の透過性放射線を用いてもよい。
【0091】
(9) 第一の実施の形態では、被検体4を回転させて断層撮影を行っているが、X線ビーム5と被検体4が相対的に同じ動きをすれば、他の動きでもよい。
【0092】
すなわち、X線光軸Lと90°以下の角度で交差する回転軸RAに対して、被検体4とX線ビーム5とを相対的に回転させる動きであればよい。換言すれば、被検体4側から見たとき、放射線照射方向が円錐に沿って変化するような円軌道タイプの断層撮影装置の動きであれば、どのような動きをする構成であってもよい。
【0093】
図7は上記変形例(9)による断層撮影の動きを例示した図である。
例えば、図7(a)は、X線焦点FとX線検出器2が一体の状態を維持しつつ、回転軸RAの回りを回転するような動きでもよい(図7(a))。また、X線検出器2を固定し、X線焦点Fのみが回転軸RAの回りを回転するように動きでもよく(図7(b))、さらに、図7(b)の動きを保持しつつ、被検体4が回転軸RAの回りを公転するような動きでもよい(図7(c))。
【0094】
また、X線焦点Fを固定し、X線焦点Fを通る回転軸RAに対しテーブル面6aが直交を保ちつつ被検体4を回転軸RAの回りを回転させ、かつ、被検体4を透過したX線ビーム5を検出するX線検出器2を同様に回転軸RAの回りを回転させるような動きであってもよい(図7(d))。
【0095】
また、図7(d)に示す動きを保持しつつ、X線検出器2を固定とした構成でもよい(図7(e))。
【0096】
また、X線管1とX線検出器2を固定し、X線ビーム5中で、試料テーブル6に対しテーブル面6aの法線6bが円錐面上を動くような歳差運動をさせつつ、試料テーブル6上の被検体4を撮影する構成であってもよい(図7(f))
(10) 第一の実施の形態では、1つのデータ処理部15により、断層撮影、再構成処理および断層画像の表示を行う構成としたが、複数のデータ処理部で分担処理する構成としてもよい。例えば、断層撮影までの処理を行う第一のデータ処理部と、この第一のデータ処理部から断層撮影条件(SAMPLE-A.cnd)と収集した透過像(SAMPLE-Aj.obl)(j=0〜J-1)を受け取り、再構成処理から表示までの処理を行う第二のデータ処理部とに分けてもよい。このとき、両データ処理部間のデータ伝送は、専用配線あるいはLAN等を用いることができる。また、DVD等のメディアを用いたデータの受け渡しでも可能である。
【0097】
(11) また、第一の実施の形態で得られた断層像条件(SAMPLE-A.inf)と断層像(SAMPLE-Ak.img)と選択した透過像(SAMPLE-A.bmp)は、自装置の記憶装置18に記憶し、かつ、表示するようにしたが、例えばLANやDVD等を介して他のパーソナルコンピュータに送信し、当該パーソナルコンピュータに表示させてもよい。但し、このとき、他のパーソナルコンピュータには、第一の実施の形態の表示制御部15cに相当する表示制御機能を備える必要がある。
【0098】
(12) さらに、第一の実施の形態における表示制御部15cは、図5に示すように、断層像の左右方向と透過像の左右方向が被検体4に対し同じp方向になるように表示したが、例えば断層像の上下方向と透過像の上下方向が被検体4に対し同じp方向になるように表示してもよい。この場合は、例えば図5に示す断層像23と透過像24がそれぞれ90度回転させた状態で表示させる。
【0099】
(13) 本発明で言う画像の縮小とは、画像のマトリックス数を減らすことである。第一の実施の形態では、間引くことで透過画像を縮小しているが、縮小はこれに限らない。例えば、縦横ともN列ずつたばねて平均することにより、縦横のマトリックス数をそれぞれ1/Nにしてもよい。また、補間計算することで任意のマトリックス数へ変換することもできる。
【0100】
(14) 第一の実施の形態では、再構成した断層像や選択・表示した透過像、また、収集した透過像を圧縮処理せずに記憶しているが、圧縮処理して記憶させてもよい。圧縮処理は、よく知られている処理であって、データ量を少なくして記憶でき、データを読み出すときにもどし処理で元のデータにもどして使用すればよい。
【0101】
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0102】
【図1】本発明に係る断層撮影装置の第一の実施形態を説明する概念構成図。
【図2】本発明に係る断層撮影装置における断層撮影全体の一連の処理手順を示すフロー図。
【図3】断層撮影に関連するデータ及び画像のファイル名による保存例を示す図。
【図4】断層撮影時の被検体の回転を説明する図。
【図5】断層像と透過像を一緒に表示した表示画面の一例を示す図。
【図6】断層像と透過像を一緒に表示した表示画面の他の例を示す図。
【図7】断層撮影時におけるX線焦点と被検体とX線検出器との相対的な動きを説明する態様例図。
【符号の説明】
【0103】
1…X線管、2…X線検出器。2a…検出面、3…X線ビーム、4…被検体、4a…被検体の検査領域内の構造、5…検出される一部のX線ビーム、6…試料テーブル、7…XY機構、8…回転機構、9…xz機構、10…検出器傾動面、11…検出器移動機構、13…機構制御部、14…X線制御部、15…データ処理部、15a…撮影制御部、15b…再構成部、15c…表示制御部、16…入力部、17…表示部、17a…表示画面、18…記憶装置、23…断層像、24…透過像、25…操作領域、F…X線焦点、L…X線光軸、RA…回転軸、α…ラミノ角。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体を載置するテーブルと、被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を2次元検出チャンネルで検出する放射線検出器と、前記放射線源の放射線光軸と90°以下の角度で交差する回転軸に対し、前記被検体と前記放射線とを相対的に回転させるための回転手段とを有する断層撮影装置において、
前記回転手段によって回転を行わせつつ所定の回転角度位置毎に、前記放射線検出器の出力である透過像を順次収集する撮影制御手段と、
この撮影制御手段で収集された複数の透過像から前記被検体の断層像を再構成する再構成手段と、
前記断層像の再構成に用いた前記複数の透過像から少なくとも1つの透過像を選択し、この選択された透過像を縮小して前記再構成した断層像と並べて1つの表示画面上に表示する表示制御手段と
を備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項2】
請求項1に記載の断層撮影装置において、
前記表示制御手段は、前記複数の透過像から1つの透過像を選択する場合、前記表示する断層像の左右方向または上下方向と前記表示する透過像の左右方向または上下方向とが前記被検体に対し同じ方向になるような前記1つの透過像を選択することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項3】
請求項1に記載の断層撮影装置において、
前記表示制御手段は、前記複数の透過像から収集した順番に基づき前記1つの透過像を次々に選択し、前記表示する透過像を次々に更新することにより、前記表示画面に透過像の回転動画表示を実現することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項4】
請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載の断層撮影装置において、
前記表示制御手段は、前記選択した透過像または前記表示した透過像を前記表示する断層像と関連付けて記憶し保存することを特徴とする断層撮影装置。
【請求項5】
請求項4に記載の断層撮影装置において、
前記表示制御手段は、前記選択した透過像または前記表示した透過像と前記表示する断層像とに同一の断層識別名を含むファイル名を付けて記憶し保存することを特徴とする断層撮影装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−192384(P2009−192384A)
【公開日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−33632(P2008−33632)
【出願日】平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願人】(391017540)東芝ITコントロールシステム株式会社 (107)
【Fターム(参考)】