説明

X線診断装置、画像表示装置、及び方法

【課題】正確な診断を支援することができる。
【解決手段】X線診断装置は、X線発生部、X線検出部、アーム、アーム駆動部、及び撮影制御部を含む。X線発生部は、X線を発生する。X線検出部は、X線発生部から照射されるX線を検出する。アームは、X線発生部とX線検出部とが被検体を挟んで対向するようにX線発生部とX線検出部とを支持する。アーム駆動部は、アームを回転駆動させる。撮影制御部は、第1の方向及び第2の方向からX線で被検体を撮影するために、X線発生部とX線検出部とアーム駆動部とを制御する。撮影制御部は、第1の方向からX線を照射したときの第1の撮影視野と第2の方向からX線を照射したときの第2の撮影視野とが重なる重複領域に、被検体の撮影対象部位の一部分を示す関心部分を含み、かつ関心部分以外の部分を重複領域に含まないように、第1の方向と第2の方向とを決定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、X線診断装置、画像表示装置、及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、X線診断システムにおける撮影画像は造影であるため、撮影対象範囲全てが射影されるように撮影画像に表示される。そのため、被検体の関心部分にそれ以外の部位が重なってしまうため、診断する際に撮影画像を用いて診断を行う人の技量によっては、関心部分以外の部位の影響で診断ミスまたは見逃す可能性がある。そのため、任意の高さの断層面を注目する手法として、複数枚、例えば数十枚のX線撮影を連続して行うことで断面図を構成する手法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−289915号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、複数枚のX線撮影を行えば被検体への被ばく量が多くなり、検診など少ない枚数かつ少ない被ばく量で検査を行いたい場合には適切ではない。また、注目する高さの断層面を変更する場合には、そのたびに撮影する断層面高さを変更して再度複数枚のX線撮影を行う必要があり、被検体への被ばく量が増えてしまう。
【0005】
本開示の目的は、少ない撮影枚数で関心部分の正確な診断を支援することができるX線診断装置、画像表示装置、及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一実施形態に係るX線診断装置は、X線発生部、X線検出部、アーム、アーム駆動部、及び撮影制御部を含む。X線発生部は、X線を発生する。X線検出部は、X線発生部から照射されるX線を検出する。アームは、X線発生部とX線検出部とが被検体を挟んで対向するようにX線発生部とX線検出部とを支持する。アーム駆動部は、アームを回転駆動させる。撮影制御部は、第1の方向及び第2の方向からX線で被検体を撮影するために、X線発生部とX線検出部とアーム駆動部とを制御する。撮影制御部は、第1の方向からX線を照射したときの第1の撮影視野と第2の方向からX線を照射したときの第2の撮影視野とが重なる重複領域に、被検体の撮影対象部位の一部分を示す関心部分を含み、かつ関心部分以外の部分を重複領域に含まないように、第1の方向と前記第2の方向とを決定する。
【0007】
また、本開示の一実施形態に係る画像表示装置は、記憶部、変換部、指定部、及び表示部を含む。記憶部は、被検体に関する第1の撮影方向及び第2の撮影方向にそれぞれ対応する第1の画像データ及び第2の画像データを記憶する。変換部は、前記第1の画像データを右眼用画像データに変換し、前記第2の画像データを左眼用画像データに変換する。指定部は、前記右眼用画像データから前記第1の画像データにおける前記第1の撮影方向と前記被検体の関心部分の位置及び範囲とに対応する第1の部分を指定し、前記左眼用画像データから前記第2の画像データにおける前記第2の撮影方向と前記関心部分の位置及び範囲とに対応する第2の部分を指定する。表示部は、前記第1の部分と前記第2の部分とを同時表示する。前記第1の部分と前記第2の部分とが重なることにより前記関心部分の像が強調される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態に係るX線診断装置を示すブロック図。
【図2】本実施形態に係るX線診断機構の一例を示す図。
【図3】本実施形態に係るX線診断装置の撮影方法の一例を示す図。
【図4】本実施形態に係る画像表示装置の表示方法の一例を示すフローチャート。
【図5】本実施形態に係る撮影方法の別例を示す図。
【図6】本実施形態に係る撮影方法及び表示方法の第1の応用例を示す図。
【図7】本実施形態に係る撮影方法及び表示方法の第2の別例を示す図。
【図8】本実施形態に係るX線診断装置の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係るX線診断装置、画像表示装置及び方法について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。
【0010】
本実施形態に係るX線診断装置について図1を参照して説明する。
本実施形態に係るX線診断装置100は、撮影制御部101、アーム駆動部102、アーム103、X線発生部104、X線検出部105、インタフェース部106、画像記憶部107、画像変換部108、画像指定部109、及び画像表示部110を含む。なお、アーム駆動部102、アーム103、X線発生部104、及びX線検出部105を含めてX線撮影機構120とも呼ぶ。また、画像記憶部107、画像変換部108、画像指定部109、及び画像表示部110を含めて画像表示装置130とも呼ぶ。
【0011】
撮影制御部101は、外部からトリガ信号を受け取ったときに、被検体150をX線撮影するための制御信号を生成し、後述するX線発生部104とX線検出部105とアーム駆動部102とを制御する。制御信号は、撮影を行う際の方向及び位置を決定する信号であり、例えば、被検体150に対するX線の第1の方向及び第2の方向の照射角度、X線検出部105とX線発生部104との距離、X線発生部104からのX線の撮影視野を決定する。本実施形態では、被検体150の撮影対象部位の関心部分に対し第1の方向及び第2の方向の2方向から撮影することを想定しているが、2方向以上でもよい。
アーム駆動部102は、撮影制御部101から制御信号を受け取り、制御信号に従って、アーム103を回転駆動させる。
アーム103は、X線発生部104とX線検出部105とが対向するように、一端にX線発生部104を支持し、もう一端にX線検出部105を支持する。また、アーム103は、アーム駆動部102によって回転駆動が可能である。
X線発生部104は、アーム103の一端に支持され、撮影制御部101からの制御信号によりX線を発生する。なお、X線発生部104は、被検体150に対するX線の照射野を制限するために、X線絞り部(図示せず)を含んでもよい。
【0012】
X線検出部105は、アーム103のX線発生部104とは別の一端に支持され、X線発生部104から発生したX線を検出する。X線検出部105は、例えばFPD(Flat Panel Display)、I.I.(Image Intensifier)を採用すればよい。
インタフェース部106は、X線検出部105から画像データを受け取り、A/D変換、プロトコル変換などを行う。
画像記憶部107は、インタフェース部106を介して画像データを受け取り、被検体150に関する第1の撮影方向及び第2の撮影方向にそれぞれ対応する第1の画像データ及び第2の画像データを記憶する。
【0013】
画像変換部108は、画像記憶部107から第1の画像データと第2の画像データとをそれぞれ抽出し、第1の画像データを右眼用画像データに変換し、第2の画像データを左眼用画像データに変換する。
画像指定部109は、画像変換部108から右眼用画像データと左眼用画像データとを受け取る。画像指定部109は、指示信号に従って、右眼用画像データから第1の画像データにおける第1の撮影方向と被検体150の関心部分の位置及び範囲とに対応する第1の部分を指定し、左眼用画像データから第2の画像データにおける第2の撮影方向と関心部分の位置及び範囲とに対応する第2の部分を指定する。指示信号は、関心部分を指定する信号である。
画像表示部110は、画像指定部109から第1の部分と第2の部分とをそれぞれ受け取り、同時に出力する。
【0014】
次に、本実施形態に係るX線撮影機構120の一例について図2を参照して説明する。
図2に示すように、アーム103の一端にX線発生部104が支持され、アーム103のもう一端にX線検出部105が支持される。また、X線発生部104とX線検出部105とは、天板140上に載置された被検体150を挟んで対向する。
また、アーム103は、アーム駆動部102によって図2に示すa方向、b方向、及びc方向に回転駆動することができる。これによって、被検体150の関心部分を様々な方向から撮影することが可能となる。なお、図示しないが、天吊り型のΩアームをさらに備え、第1の画像データ及び第2の画像データを別々撮影してもよい。Ωアームを用いることで、第1の撮影方向と第2の撮影方向とから同時に撮影することができる。
【0015】
次に、本実施形態に係るX線診断装置の撮影方法の一例について図3を参照して説明する。
図3(a)に示すように、被検体150の関心部分に対し、2方向からX線撮影を行う。ここでは、便宜上、X線発生部104−1の位置から撮影対象部位301の関心部分302を撮影する方向を第1の方向とし、X線発生部104−2の位置から関心部分302を撮影する方向を第2の方向として定義する。また、第1の方向から関心部分302を撮影するときのX線の照射視野を第1の撮影視野304と呼び、第2の方向から関心部分302を撮影するときのX線の照射視野を第2の撮影視野306と呼ぶ。具体的には、第1の撮影視野304は、X線発生部104−1からのX線の視野角303で定められ、第2の撮影視野306は、X線発生部104−2からのX線の視野角305で定められる。
【0016】
本実施形態に係る撮影方法のX線撮影を行う際、撮影制御部101が、撮影対象部位301を正面から撮影した画像データを基に、関心部分302に対する第1の方向と第1の撮影視野304と位置とを決定する。続いて、第2の方向と第2の撮影視野306とを決定する。この際、第1の撮影視野304と第2の撮影視野306とが重なる領域(以下、重複領域307という)に、関心部分302を含み、かつ関心部分302以外の撮影対象部位301の部分が重複領域307に含まれないように、第2の方向と第2の撮影視野306と位置とを決定する。図3(a)の例では、撮影対象部位301のうち、関心部分302のみが重複領域307に含まれ、撮影対象部位301のその他の部分は重複領域307に含まれないように、撮影方向及び撮影視野が決定されている。
【0017】
X線撮影機構120は、撮影制御部101が決定した第1及び第2の方向、第1及び第2の撮影視野、及び位置の情報を含む制御信号により、X線撮影の方向、位置及び撮影視野を決定して、撮影を行う。
ここで、第1の方向の撮影中心線と第2の方向の撮影中心線とがなす角度φは、ユーザの視野角(5度〜6度)であることが望ましいが、これに限らず、どのような角度でもよい。なお、重複領域307は、関心部分を含みかつ領域の面積が小さいほうが望ましいが、これに限らず、少なくとも関心部分302が重複領域307に含まれるように撮影を行えばよい。
【0018】
上述のように撮影した場合の関心部分を出力した場合、図3(b)のようになり、ユーザが画像データを見るときに、第1の方向及び第2の方向から撮影した重複領域307にある関心部分302が強調されて見える。一方、第1の方向及び第2の方向のそれぞれ重複領域307以外の他の部分308,309の画像は、どちらかの画像にしか含まれないため、ユーザには、関心部分302よりもぼやけて見えたり遠く見えたりする。よって、1方向から撮影した場合よりも、関心部分302をより強調して見ることができる。
【0019】
次に、本実施形態に係る画像表示装置130の動作について図4のフローチャートを参照して説明する。
ステップS401では、画像記憶部107が、X線検出部105から第1の方向及び第2の方向からの画像データをインタフェース部106を介して受け取って記憶する。画像記憶部107が記憶する画像データは、関心部分を含む2方向から撮影した画像データであり、重複領域に関心部分を含む画像データであればよい。
ステップS402では、画像変換部108が、第1の方向からの画像データを右眼用画像データに変換し、第2の方向からの画像データを左眼用画像データに変換する。
ステップS403では、画像指定部109が、指示信号に従って、右眼用画像データから第1の方向と関心部分の位置及び範囲とに対応する第1の部分を指定し、左眼用画像データから第2の方向と関心部分の位置及び範囲とに対応する第2の部分を指定する。
ステップS404では、画像表示部110が、第1の部分及び第2の部分の画像データを同時に出力する。この際、第1の部分の画像はユーザの右眼の視野に出力され、第2の部分の画像はユーザの左眼の視野に出力される。このようにすることで、ユーザは、重複領域に含まれる関心部分が強調されて見える。
【0020】
次に、本実施形態に係る画像表示装置130の画像抽出例について図5を参照して説明する。
例えば、撮影対象部位として胃部を撮影する場合を想定する。胃部は、立体的な筒状の臓器であり、かつ複雑な形状をしている。従って、数枚に分けて様々な角度から撮影を行うが、撮影された画像は、胃部の前壁と後壁とが重なった画像データとなる。よって、1方向からのみの撮影では、胃部の前壁のみまたは胃部の後壁のみを診断したい場合には切り分けたデータを見ることができない。
しかし、本実施形態にかかる撮影方法及び画像表示方法によれば、胃部の前壁のみまたは胃部の後壁のみという部位を関心部分としたい場合でも、それぞれの部位を抽出または強調したデータを出力することができる。
【0021】
画像指定部109は、図5(a)に示すように、X線発生部104から撮影対象部位501に対して2方向から照射する。このとき、重複領域307に撮影対象部位501全体を含むように撮影を行えばよい。こうすることで、撮影対象部位501のどの位置でも関心部分として抽出することができる。具体的には、例えば、第1の方向として、X線発生部104−1から関心部分に対してX線を照射し、第2の方向として、X線発生部104−2から関心部分に対してX線を照射する。なお、第1の方向からX線発生部104−1で撮影し、X線検出部105−1で生成される撮影対象部位501の画像データが右眼用画像データであり、第2の方向からX線発生部104−2で撮影し、X線検出部105−2で生成される撮影対象部位501の画像データが左眼用画像データである。
【0022】
また、X線検出部105−1及び105−2には撮影された撮影対象部位501が射影される。具体的には、関心部分502,503,及び504が、図5(a)に示すX線検出部105−1及び105−2での画像データ中の領域502’、503’、及び504’の位置に射影されることになる。例えば、1方向からの撮影であれば、領域502’と503’とが重なって撮影されるため、別々に抽出することはできない。本実施形態では、第1の方向及び第2の方向の2方向から撮影を行っているため、一部分を強調または抽出して表示することができる。
具体的に、関心部分502を抽出する場合を想定する。この場合、右眼用画像データ上で、関心部分502の位置及び範囲に対応する第1の部分の画像データとして、領域502’が指定される。同様に、左眼用画像データ上で、関心部分502の位置及び範囲に対応する第2の部分の画像データとして、領域502’が指定される。
【0023】
図5(b)に示すように、第1の部分の画像データと第2の部分の画像データとが同時に表示され、第1の部分の画像データが右眼、第2の部分の画像データが左目に出力される第1の部分及び第2の部分の画像データが重なることにより、強調表示、例えば3次元表示をすることができ、ユーザは関心部分502をはっきりと視認することができる。関心部分503、504についても同様の方法により強調表示することができる。
【0024】
次に、本実施形態に係るX線診断装置100の撮影方法及び表示方法の応用例について図6を参照して説明する。
図6では、バスキュラーアプリケーション、例えば、頭部にステントが埋め込まれている状態を撮影する場合を想定する。通常の撮影の場合、頭部601は、頭蓋603で覆われているため内部のステント602を見ることができない。しかし、本実施形態に係るX線診断装置100であれば、ステント602を関心部分として上述した2方向からの撮影方法及び表示方法を用いることにより、ステント602の部分の画像データを抽出したり強調したりすることができる。
【0025】
次に、本実施形態に係る撮影方法及び表示方法の応用例の別例について図7を参照して説明する。
図7では、肺野701を撮影する場合を想定する。肺野701は、肋骨702に覆われており、さらに肺野の領域が重なって撮影されるため、通常の診断では肺野701のある領域の位置を特定することが難しい。しかし、本実施形態に係るX線診断装置100によれば、肺野701の全体を含むように撮影していれば、肺野の領域全体をスキャンするように関心部分の位置を変化させることで、まるで関心部分を動かして撮影しているかのような画像データを得ることができる。
【0026】
(第1の実施形態の変形例)
上述した例では、関心部分がアイソセンタにある場合を想定したが、関心部分がアイソセンタにない場合も想定される。このような場合でも、被検体を載置させる天板が左右動可能であれば、上述のように2方向から撮影した場合と同様の効果が得られる。
【0027】
本実施形態に係るX線診断装置100の撮影方法の別例について図8を参照して説明する。
はじめに、図8(a)の(A)のように、X線診断装置100は、天板140と被検体150とを結ぶ垂直線801上からθ度(θは0度より大きい任意の角度)角度を有して、被検体の関心部分を照射領域に含むように撮影する。
次に、以下の式(1)に従って、天板左右動の距離を算出する。
【数1】

【0028】
ここで、xは天板左右動距離であり、SIDはX線発生部104からX線検出部105までの撮影中心線の距離であり、θは回転角度であり、aはX線発生部から関心部分の中心までの最短距離を示す。式(1)に従って、撮影の角度を調整して図8(a)の(B)に示す撮影を行う。こうすることで、関心部分がアイソセンタにあるかのように2方向から撮影を行うことができる。
上述の方法で撮影した結果、図8(b)に示すように、任意の関心部分を抽出または強調表示することができる。
【0029】
以上に示した本実施形態によれば、関心部分を含むように2方向から撮影し、2方向の画像データにおいて、関心部分に対応する部分をそれぞれ抽出して右眼用画像データ及び左眼用画像データに変換して表示することで、関心部分を立体的に表示できるといった、抽出表示及び強調表示が可能となり、少ない撮影枚数で関心部分の正確な診断を支援することができる。
【0030】
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。これら新規な実施形態は、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、変更をおこなうことができる。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ともに、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。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本開示は、X線診断装置の分野に利用可能性がある。
【符号の説明】
【0032】
100・・・X線診断装置、101・・・撮影制御部、102・・・アーム駆動部、103・・・アーム、104・・・X線発生部、105・・・X線検出部、106・・・インタフェース部、107・・・画像記憶部、108・・・画像変換部、109・・・画像指定部、110・・・画像表示部、120・・・X線撮影機構、130・・・画像表示装置、140・・・天板、150・・・被検体、301,501・・・撮影対象部位、302,502,503,504・・・関心部分、303,305・・・視野角、304・・・第1の撮影視野、306・・・第2の撮影視野、307・・・重複領域、308,309・・・他の部分、502’,503’,504’・・・領域、601・・・頭部、602・・・ステント、603・・・頭蓋、701・・・肺野、702・・・肋骨、801・・・垂直線。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
X線を発生するX線発生部と、
該X線発生部から照射されるX線を検出するX線検出部と、
前記X線発生部と前記X線検出部とが被検体を挟んで対向するように前記X線発生部と前記X線検出部とを支持するアームと、
前記アームを回転駆動させるアーム駆動部と、
第1の方向及び第2の方向から前記X線で前記被検体を撮影するために、前記X線発生部と前記X線検出部と前記アーム駆動部とを制御する撮影制御部と、
を具備し、
前記撮影制御部は、前記第1の方向から前記X線を照射したときの第1の撮影視野と前記第2の方向から該X線を照射したときの第2の撮影視野とが重なる重複領域に、前記被検体の撮影対象部位の関心部分を含み、かつ該関心部分以外の部分を前記重複領域に含まないように、前記第1の方向と前記第2の方向とを決定することを特徴とするX線診断装置。
【請求項2】
前記撮影制御部は、前記第1の方向及び前記第2の方向とともに、前記X線検出部と前記X線発生部との距離、該X線発生部からの前記X線の撮影視野を決定する及びことを特徴とする請求項1に記載にX線診断装置。
【請求項3】
被検体に関する第1の撮影方向及び第2の撮影方向にそれぞれ対応する第1の画像データ及び第2の画像データを記憶する記憶部と、
前記第1の画像データを右眼用画像データに変換し、前記第2の画像データを左眼用画像データに変換する変換部と、
前記右眼用画像データから前記第1の画像データにおける前記第1の撮影方向と前記被検体の関心部分の位置及び範囲とに対応する第1の部分を指定し、前記左眼用画像データから前記第2の画像データにおける前記第2の撮影方向と前記関心部分の位置及び範囲とに対応する第2の部分を指定する指定部と、
前記第1の部分と前記第2の部分とを同時表示する表示部とを具備し、
前記第1の部分と前記第2の部分とが重なることにより前記関心部分の像が強調されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項4】
X線を発生するX線発生部と、
該X線発生部から照射されるX線を検出するX線検出部と、
前記X線発生部と前記X線検出部とが被検体を挟んで対向するように前記X線発生部と前記X線検出部とを支持するアームと、
前記アームを回転駆動させるアーム駆動部と、
前記X線発生部と前記X線検出部と前記アーム駆動部とを制御する撮影制御部と、
を具備するX線診断装置を用いてX線撮影を行うX線診断方法であって、
前記第1の方向から前記X線を照射したときの第1の撮影視野と前記第2の方向から該X線を照射したときの第2の撮影視野とが重なる重複領域に、前記被検体の撮影対象部位の一部分を示す関心部分を含み、かつ該関心部分以外の部分を前記重複領域に含まないように、前記第1の方向と前記第2の方向とを決定することを特徴とするX線診断方法。
【請求項5】
被検体に関する第1の撮影方向及び第2の撮影方向にそれぞれ対応する第1の画像データ及び第2の画像データを記憶し、
前記第1の画像データを右眼用画像データに変換し、前記第2の画像データを左眼用画像データに変換し、
前記右眼用画像データから前記第1の画像データにおける前記第1の撮影方向と前記被検体の関心部分の位置及び範囲とに対応する第1の部分を指定し、前記左眼用画像データから前記第2の画像データにおける前記第2の撮影方向と前記関心部分の位置及び範囲とに対応する第2の部分を指定し、
前記第1の部分と前記第2の部分とを同時表示し、
前記第1の部分と前記第2の部分とが重なることにより前記関心部分の像が強調されることを具備することを特徴とする画像表示方法。

【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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【図8】
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【公開番号】特開2012−179300(P2012−179300A)
【公開日】平成24年9月20日(2012.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−45422(P2011−45422)
【出願日】平成23年3月2日(2011.3.2)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【出願人】(594164542)東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Fターム(参考)】