Ｘ線診断装置
【課題】回転撮影等において、被験者又は／及び術者に対するＸ線曝射量を低減することの可能なＸ線診断装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線診断装置１００は、被検体１５０に対しＸ線を照射すると共に被検体１５０を透過したＸ線を検出して投影データを生成するＸ線撮影部１と、前記投影データに基づいて画像データを再構成する画像再構成部６ａと、得られた画像データを表示する表示部７ａと、Ｘ線撮影部１のＸ線発生部２及びＸ線平面検出部３を保持し被検体１５０の周囲で所定方向に移動あるいは回動させる保持部８と、被検体１５０を載置した天板を所定方向へ移動させる寝台部９を備えている。
【解決手段】Ｘ線診断装置１００は、被検体１５０に対しＸ線を照射すると共に被検体１５０を透過したＸ線を検出して投影データを生成するＸ線撮影部１と、前記投影データに基づいて画像データを再構成する画像再構成部６ａと、得られた画像データを表示する表示部７ａと、Ｘ線撮影部１のＸ線発生部２及びＸ線平面検出部３を保持し被検体１５０の周囲で所定方向に移動あるいは回動させる保持部８と、被検体１５０を載置した天板を所定方向へ移動させる寝台部９を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置に関し、特に三次元立体画像を形成して表示するＸ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置などを使用した医用画像技術は、急速な進歩を遂げている。循環器分野の診断においては、被検体の撮影目的部位に造影剤を注入する前に撮影した画像、すなわち、マスク像と、造影剤を注入した後に撮影した画像、すなわち、コントラスト像の濃度値を引算処理（サブトラクション）することで、造影剤が存在する部分のみを抽出した画像、すなわち、サブトラクション像を得る手法が実施されている。
【０００３】
このサブトラクション像を得るために行われる撮影のことを、一般に、“ＤＳＡ（デジタル・サブトラクト・アンギオ）撮影”と称している。このＤＳＡ撮影には、Ｘ線発生部とＸ線検出部を保持する保持装置を回転させながら撮影を行う回転ＤＳＡ撮影等がある。
【０００４】
また、回転ＤＳＡ画像からＣＴ同様の原理により、三次元画像に再構成する３Ｄ−ＤＳＡ機能が開発されて以来、Ｘ線装置による３Ｄ技術が急速な進歩を遂げている。その中で、造影剤を使用せず、ＣＴライクな断層像などが得られる回転撮影法が注目を集めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７５７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｘ線診断装置による回転撮影にて得られるＣＴライクな画像は、ＣＴ画像に比べて低コントラスト分解能が劣るため、更なる高画質化が求められている。
【０００７】
かかる高画質画像を得るため、回転撮影等においては、撮影フレーム数を多くする必要があった。特にＣＴライクな画像を得る回転撮影法では、４００〜６００プロジェクションの撮影画像が必要となる。このため、被検者又は及び術者へのＸ線曝射量が増加するという問題が存在した。
【０００８】
上述の特許文献１のように、Ｘ線絞りを制御することで、被検者等への不必要なＸ線曝射量の低減を図る方法が考えられるが、撮影フレーム数の増加によるＸ線曝射量の増加に対応するには、不十分であった。また、回転撮影においては、高速回転するアーム等の保持装置と被検者等との干渉（衝突）を避けるため、Ｘ線発生部とＸ線検出部との間の距離（ＳＩＤと称する）を広くする必要がある。ＳＩＤが広がると、Ｘ線検出部におけるＸ線入射線量を確保するため、被検者への照射Ｘ線量を増加させる必要があり、Ｘ線曝射量が増加する問題が存在した。
【０００９】
本発明の目的は、回転撮影等において、被検者又は／及び術者に対するＸ線曝射量を低減することのできるＸ線診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の三次元画像又は断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させて前記Ｘ線発生部とＸ線平面検出部の検出面との距離を変えるためのＸ線平面検出部移動機構部と、前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させるためのＸ線平面検出部移動機構部と、前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報を検出する位置情報検出部と、前記Ｘ線平面検出部及び被検体の位置情報に基づいて前記被検体の周囲に干渉領域を設定する干渉領域設定部と、前記干渉領域の領域情報と前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報との比較により前記Ｘ線平面検出部が前記干渉領域に到達したか否かを判定する位置情報比較部と、前記位置情報比較部の判定結果に基づいて前記Ｘ線平面検出部移動機構部の移動を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転撮影等の際、Ｘ線発生部とＸ線検出部とが取り付けられた保持部の回動に連動して、保持部の回動中に、前記Ｘ線検出部をスライド移動させてＳＩＤを減少させることが可能となるので、ＳＩＤに連動したＸ線条件制御により被検者等のＸ線曝射量を総合的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置が備えるＸ線撮影部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置が備える保持部、Ｘ線平面検出部及び天板移動機構部に設けられた機構駆動部を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における保持部の回動に伴うＸ線平面検出部の移動軌跡を概略的に示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置が備える保持部の回動角度とＸ線平面検出部のスライド移動量との関係を示す概略図である。
【図６】Ｘ線平面検出部と保持部の回動角度の関係の一例を示す概略図である。
【図７】本実施形態におけるＸ線平面検出部のスライド移動によるＸ線発生量（ｍＡｓ値）の調整手順を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態におけるＸ線平面検出部のスライド移動に基づく画像変更率の調整手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態におけるＸ線平面検出部と被検体との干渉防止手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のＸ線診断装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明のＸ線診断装置の第１の実施形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明のＸ線診断装置の第１の実施形態の全体構成を示すブロック図である。図１に示すようにＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対しＸ線を照射すると共に被検体１５０を透過したＸ線を検出して投影データを生成するＸ線撮影部１と、前記投影データに画像処理をする画像処理部６と、前記投影データに基づいて画像データを再構成する画像再構成部６ａと、得られた画像データを表示する表示部７ａと、Ｘ線撮影部１のＸ線発生部２及びＸ線平面検出部３を保持し被検体１５０の周囲で所定方向に移動あるいは回動させる保持部８と、被検体１５０を載置した天板を所定方向へ移動させる寝台部９を備えている。
【００１７】
更に、Ｘ線診断装置１００は、保持部８及び寝台部９の各々に設けられた後記の各種移動機構部に対し駆動信号を供給する機構駆動部１０と、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件を含むＸ線撮影条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行う入力部１４と、前記各ユニットを統括的に制御して被検体１５０に対し安全かつ効率のよいＸ線撮影を可能にするシステム制御部１６を備えている。
【００１８】
Ｘ線診断装置１００は、保持部回動角度検出部１０４、Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５、Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部１０６、Ｘ線量算出部１０７、回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８とを備えている。保持部回動角度検出部１０４において、検出された保持部８の回動角度と、Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部１０６において検出されたスライド移動量についてのデータが前記回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８に送信され、それに基づいて、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量等を調整するように、Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５に指示が出される。
【００１９】
前記したＸ線平面検出部３のスライド移動量の調整により、Ｘ線量算出部１０７にＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）の変化に基づくＸ線量（ｍＡｓ値）の調整を行うべく、Ｘ線量算出部１０７を経て、Ｘ線撮影部１におけるＸ線制御部５１に指示が出される。なお、ＳＩＤとは、Ｘ線管２１の焦点とＸ線平面検出部３との間の距離をいう。
【００２０】
Ｘ線撮影部１は、図１に示すようにＸ線発生部２、Ｘ線平面検出部３、投影データ生成部４、高電圧発生部５及びＸ線制御部５１を備え、被検体１５０を透過したＸ線量に基づいて投影データを生成する機能を有している。
【００２１】
図２は、Ｘ線撮影部１が有する前記の各ユニットの具体的構成を示したものである。Ｘ線発生部２は、被検体１５０に対しＸ線を照射するＸ線管２１と、Ｘ線管２１から放射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器２２を備えている。Ｘ線管２１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。Ｘ線管２１は、高電圧発生部５により発生された高電圧の印加を受けて所定強度のＸ線を発生する。
【００２２】
なお、Ｘ線管２１に印加される高電圧の電圧値や電流値は、ユーザーインターフェイス（図示しない）等を用いて術者等が設定することもできるし、自動的に設定されるように構成することもできる。Ｘ線絞り器２２は、Ｘ線管２１と被検体１５０の間に位置し、Ｘ線管２１から照射されたＸ線ビームを所定の照射視野のサイズに絞り込む機能を有している。Ｘ線絞り器２２は、タングステンやモリブデン等のＸ線を吸収する素材で組成された板状の絞り羽根を四方に配置して構成されたものも好ましく使用される。絞り羽根は、その端面が、隣接する羽根の端面に対して互いに直交するように配置されており、絞り羽根の内側の端面で形成される開口は矩形状となっているものも使用される。
【００２３】
一方、Ｘ線平面検出部３は、Ｘ線管２１により発生されたＸ線を検出し、その検出結果を電荷に変換する。かかるＸ線平面検出部３には、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、光に変換した後、電荷に変換するものがある。本実施の形態においては、前者を例に説明するが、後者のものであってもよい。すなわち、本実施の形態におけるＸ線平面検出部３は、被検体１５０を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器３１（ＦＰＤ）と、この平面検出器３１に蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを生成するゲートドライバ３２を備えている。
【００２４】
平面検出器３１は、微小な検出素子を二次元的に配列して構成され、各々の検出素子は、Ｘ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（何れも図示せず）を備えている。そして、蓄積された電荷はゲートドライバ３２が供給する駆動パルスによって順次読み出される。
【００２５】
次に、投影データ生成部４は、平面検出器３１から行単位もしくは列単位でパラレルに読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器４１と、この電荷・電圧変換器４１の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４２と、デジタル変換されたパラレル信号を時系列的なシリアル信号に変換するパラレル・シリアル変換器４３を備えている。
【００２６】
高電圧発生部５は、Ｘ線管２１の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器５２と、システム制御部１６から供給される指示信号に従い、高電圧発生器５２における管電流、管電圧、照射時間、照射タイミング等のＸ線照射条件を制御するＸ線制御部５１を備えている。
【００２７】
図１へ戻って、画像処理部６について説明する。画像処理部６は、図示しない投影データ記憶部と画像データ演算部を備え、前記投影データ記憶部は、Ｘ線撮影部１の投影データ生成部４から供給される時系列的な投影データを順次保存して二次元投影データを生成する。一方、前記画像データ演算部は、前記投影データ記憶部にて生成された二次元投影データに対し、フィルタリング処理等の画像処理を実施して画像データを生成し、更に、得られた複数の画像データに対し合成処理や引算（サブトラクション）処理等を行う。
【００２８】
また、画像再構成部６ａは、画像再構成前に後述するＳＩＤの変化に伴う、投影データから再構成画像の変更率（拡大率・縮小率）の調整及びｍＡｓ値の変更率に伴う画像レベルの補正を行った上で、三次元画像や断層像を生成する。
【００２９】
表示部７ａは、図示しない表示データ生成部とデータ変換部とモニタを備えている。前記表示データ生成部は、画像再構成部６ａの画像データ演算部から供給される画像データに対して種々の三次元画像表示法にてモニタに表示する。
【００３０】
図３は、機構駆動部１０が有する各ユニットの具体的構成を示したものである。機構駆動部１０は、保持部８を回転させるために設けられた保持部回動機構に対して駆動信号を供給する保持部回動機構駆動部１０１と、Ｘ線平面検出部をＸ線管２１方向へスライド移動させるために設けられたＸ線平面検出部スライド移動機構部１０５と、被検体１５０を載置した天板を所望の方向へ移動させるために寝台部９に設けられた移動機構部に対し駆動信号を供給する天板移動機構駆動部１０２とを制御する機構駆動制御部１０３を備えている。
【００３１】
図４は、本発明の第１の実施形態における保持部の回動に伴うＸ線平面検出部の移動軌跡を概略的に示す模式図である。従来軌道が略円軌道であるのに対し、本実施形態においては、略部分楕円軌道をとる。
【００３２】
図５は、本発明の第１の実施形態における保持部回動角度とＸ線平面検出部３のスライド移動量を模式的に示した概略図である。ここで、保持部回動角度とは、保持部８と天板の間に挟まれる角度をいう。Ｘ線平面検出部３が天板の側面に位置する状態を０度とする。本発明の第１の実施形態においては、保持部８の回動角度が大きくなるにつれて、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量を多くし、中心部（Ｘ線平面検出部３が天板の側面に位置する状態を０度として、時計方向に回動している場合の回動角度：９０度）でスライド移動量が最大となり、中心部を経由してからは、次第にスライド移動量が徐々に元の状態に戻っている。
【００３３】
図６は、Ｘ線平面検出部３の軌道と保持部８の回動角度の関係の一例を示す概略図である。図６において、Ｘ線平面検出部３は、下記式に示される略部分楕円を軌跡を描いて移動する。また、ＳＩＤについても下記式に示される。
Ｘ２／ａ２＋Ｙ２／ｂ２＝１
ＳＩＤ＝（ａ２ｃｏｓ２（Θ）＋ｂ２ｓｉｎ２（Θ））１／２
ａ：楕円の長軸径
ｂ：楕円の端軸径
Θ：保持部８の回動角度
【００３４】
次に、入力部１４は、キーボード、トラックボール、ジョイステック、マウス等の入力デバイスや表示パネルを備えたインターラクティブなインターフェイスである。かかる入力部１４は、被検体情報の入力、Ｘ線撮影条件の設定、保持部８及び寝台部９の移動／回動を指示する指示信号や各種コマンド信号の入力等を行う。
【００３５】
次に、図１のシステム制御部１６について説明する。システム制御部１６は、Ｘ線診断装置の各部の制御（特に、Ｘ線制御部５１、高電圧発生部５、Ｘ線発生部２、機構駆動制御部１０３、表示部７ａ、画像処理部６、投影データ生成部４、Ｘ線平面検出部３）の制御や、各種の演算処理を実行する。システム制御部１６は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のマイクロプロセッサや、所定のコンピュータプログラムを格納するとともに各種データを記憶する記憶装置（メモリやハードディスクドライブ等）などを含んで構成されている。マイクロプロセッサは、このコンピュータプログラムを実行することにより、この実施形態に関わる制御や演算処理を行うようになっている。入力部１４にて入力もしくは設定された前記の各種データは前記記憶装置に保存される。そして、前記ＣＰＵは、これらの各種データに基づいてＸ線診断装置１００の各ユニットを統括的に制御する。
【００３６】
本実施形態のＸ線診断装置は、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部５１を備えている。本実施形態においては、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部５１を備えることが重要である。すなわち、Ｘ線平面検出部３をスライド移動させることにより、ＳＩＤが変化する。それに伴い距離の２乗分の１の割合で照射Ｘ線量が変化する。同一のＸ線条件（管電圧、管電流、パルス幅）であれば、保持部８の回動角度が同一のとき、Ｘ線平面検出部３のスライド移動によって当該Ｘ線平面検出部３が被検体側に近づくと、Ｘ線平面検出部３への入射Ｘ線量は増加する。例えば、保持部８の回動角度を同一として、ＳＩＤを１２０ｃｍから１００ｃｍに変化させて回転撮影を行うと、ＳＩＤを１２０ｃｍに固定した場合と比較して、１．４４倍の入射Ｘ線量となる。
【００３７】
したがって、Ｘ線制御部５１により、Ｘ線平面検出部３への入射Ｘ線量を１／１．４４倍に減少させても良好な画質を得るために必要な目標線量を確保することができる。このように、入射Ｘ線量を減少させることができるので、被検体や術者に対するＸ線曝射量を低減させることができる。
【００３８】
本実施形態においては、例えば、図６においては、保持部８の回動角度（Θ）に応じて、回動角度０度のときのｍＡｓ値を基準にすると下記式で調整することができる。
ｍＡｓ値＝ｍＡｓ値（角度０度）×（ｈ（Θ）／ＳＩＤ）２
ｈ（Θ）：保持部回動角度Θ度のＳＩＤ
ＳＩＤ：保持部回動角度０度のＳＩＤ
【００３９】
図７は、本実施形態におけるＸ線平面検出部３のスライド移動によるＸ線発生量（ｍＡｓ値）の調整手順を示すフローチャートである。
【００４０】
保持部回動角度検出部１０４は保持部８の回動角度を検出する（ステップＳ１）。回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８は、保持部回動角度検出部１０４からの回動角度データをＸ線平面検出部のスライド移動量に変換する。Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５は、かかる回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８で変換されたスライド移動量データに基づき、Ｘ線平面検出部３をスライド移動させる（ステップＳ２）。
【００４１】
Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部１０６は、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量を検出する（ステップＳ３）。検出されたスライド移動量データは前記回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８に送られ、スライド移動量が所定値に達しない場合、調整が行われる。
【００４２】
Ｘ線量算出部１０７（ｍＡｓ値算出部）は、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動量毎にＸ線発生量（ｍＡｓ値）を算出する（ステップＳ４）。なお、Ｘ線発生量（ｍＡｓ値）は、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量が最大となって、Ｘ線平面検出部３とＸ線発生部２との距離（ＳＩＤ）が最小となった場合に最小となるようになればよく、適宜、スライド移動量に応じて調整するのが好ましい。
【００４３】
Ｘ線制御部５１は、ステップＳ４で算出されたＸ線量（ｍＡｓ値）データに基づき、Ｘ線発生部２にＸ線を発生させ、被検体１５０にＸ線を照射する（ステップＳ５）。
【００４４】
回転撮影中の撮影画像から三次元画像へ再構成する際、幾何学的な拡大・縮小率を同一にすることが必要となる。本実施形態においては、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動に基づいて、ＳＩＤが変化するので、投影データから再構成画像への画像変更率（拡大・縮小率）も幾何学的に変化する。かかる変更率（拡大・縮小率）に基づいて、画像再構成前に投影データから再構成画像の拡大・縮小率を調整することが行われる。画像処理部６は、Ｘ線平面検出部３のスライド移動によるデータ収集を行う（ステップＳ６）。また、三次元画像へ再構成する際、同一入射線量の画像で計算をする必要があるためｍＡｓ値の変更分に基づいて画像レベルに補正をかける。かかるデータを基礎に、画像再構成部６ａは、スライド移動距離に基づく画像変更率（拡大・縮小率）の調整及び画像レベルの補正を行って、画像再構成をする（ステップＳ７）。
【００４５】
Ｘ線平面検出部３のスライド移動によるデータ収集から画像再構成までの手順を示すフローチャートを図８に示す。ステップＳ２０では、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量のデータを収集する。ステップＳ２１では、スライド移動距離とデータの対応付けを行う。ステップＳ２２では、スライド移動距離に基づく画像拡大率の補正を行う。ステップ２３では、ｍＡｓ値の変更分に基づいて画像レベルの補正を行う。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明のＸ線診断装置の第２の実施形態を図面を用いて説明する。
【００４７】
図９は、本発明のＸ線診断装置の第２の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
なお、本実施の形態においては、第１の実施形態と共通する部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４８】
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態の構成に加えて、被検体の体格に応じて、Ｘ線平面検出部３が被検体と干渉（接触）しないように前記Ｘ線平面検出部の移動を制御するものである。その他の構成、作用、効果は第１の実施形態のＸ線診断装置と同じである。
【００４９】
図９に示すように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態の構成に加えて、Ｘ線平面検出部３及び被検体１５０の位置情報を検出する位置情報検出部１１と、Ｘ線平面検出部３及び被検体１５０の位置情報に基づいてＸ線平面検出部３の被検体１５０に対する干渉の可能性を判定する干渉判定部１２とを備えている。
【００５０】
位置情報検出部１１は、エンコーダーやポジションセンサ等の位置検出センサにより構成されている。かかる位置情報検出部１１は、Ｘ線平面検出部３の現在位置、被検体１５０の現在位置等を検出し、位置情報として干渉判定部１２に送信する。干渉判定部１２は、干渉領域設定部１２２及び位置情報比較部１２３から構成されている。干渉領域設定部１２２は、位置情報検出部１１によって検出されたＸ線平面検出部３の位置情報と、被検体１５０の体重、身長等の身体情報から、前記Ｘ線平面検出部３と被検体１５０が接触する可能性を有する干渉領域を設定する。
【００５１】
位置情報比較部１２３は、干渉領域設定部１２２から供給される干渉領域の領域情報と、位置情報検出部１１から供給される前記Ｘ線平面検出部３と被検体１５０の位置情報とを比較し、前記Ｘ線平面検出部３が干渉領域に到達したか否かを検出することによって、被検体１５０に対する干渉可能性の有無を判定する。そして、干渉可能性が有りと判定した場合、その判定結果は、システム制御部１６を介して機構駆動部１０の機構駆動制御部１０３へ送られ、Ｘ線平面検出部３を干渉領域から外側に移動させるようにＸ線平面検出部スライド移動機構部１０５を制御する。
【００５２】
図１０は、本実施形態におけるＸ線平面検出部３と被検体との干渉防止手順を示すフローチャートである。位置情報検出部１１は、Ｘ線平面検出部３及び被検体１５０の位置情報を検出する。干渉領域設定部１２２は、位置情報検出部１１によって検出されたＸ線平面検出部３の位置情報と、被検体１５０の体重、身長等の身体情報から、前記Ｘ線平面検出部３と被検体１５０が接触する可能性を有する干渉領域を設定する（ステップＳ３１）。干渉領域データに基づき、Ｘ線平面検出部３が被検体と干渉しないようにＸ線平面検出部３をスライド移動する（ステップＳ３２）。Ｘ線平面検出部３と被検体との間の距離を検出する（ステップＳ３３）。位置情報比較部１２３は、ステップＳ３３で検出された距離データに基づいて干渉領域侵入か否かを判定する（ステップＳ３４）。干渉領域に侵入と判定されたとき（ＹＥＳ）は、Ｘ線平面検出部３は、Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５により変更移動がなされる（ステップＳ３５）。干渉領域へ非侵入と判定されたとき（ＮＯ）は、再度、Ｘ線平面検出部３と被検体１５０との間の距離を検出するステップＳ３３に戻る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、回転撮影等に使用される装置に有用であり、特に、撮影フレーム数が多い場合に適している。
【符号の説明】
【００５４】
１ Ｘ線撮影部
２ Ｘ線発生部
２１ Ｘ線管
２２ Ｘ線絞り器
３ Ｘ線平面検出部
３１ 平面検出器
３２ ゲートドライバ
４ 投影データ生成部
４１ 電荷・電圧変換器
４２ Ａ／Ｄ変換器
４３ パラレル・シリアル変換器
５ 高電圧発生部
５１ Ｘ線制御部
５２ 高電圧発生器
６ 画像処理部
６ａ 画像再構成部
７ａ 表示部
８ 保持部
９ 寝台部
１０ 機構駆動部
１０１ 保持部回動機構駆動部
１０２ 天板移動機構駆動部
１０３ 機構駆動制御部
１０４ 保持部回動角度検出部
１０５ Ｘ線平面検出部スライド移動機構部
１０６ Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部
１０７ Ｘ線量算出部（ｍＡｓ値算出部）
１０８ 回動角度−スライド移動量変換テーブル
１１ 位置情報検出部
１２ 干渉判定部
１２２ 干渉領域設定部
１２３ 位置情報比較部
１４ 入力部
１６ システム制御部
１００ Ｘ線診断装置
１５０ 被検体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置に関し、特に三次元立体画像を形成して表示するＸ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置などを使用した医用画像技術は、急速な進歩を遂げている。循環器分野の診断においては、被検体の撮影目的部位に造影剤を注入する前に撮影した画像、すなわち、マスク像と、造影剤を注入した後に撮影した画像、すなわち、コントラスト像の濃度値を引算処理（サブトラクション）することで、造影剤が存在する部分のみを抽出した画像、すなわち、サブトラクション像を得る手法が実施されている。
【０００３】
このサブトラクション像を得るために行われる撮影のことを、一般に、“ＤＳＡ（デジタル・サブトラクト・アンギオ）撮影”と称している。このＤＳＡ撮影には、Ｘ線発生部とＸ線検出部を保持する保持装置を回転させながら撮影を行う回転ＤＳＡ撮影等がある。
【０００４】
また、回転ＤＳＡ画像からＣＴ同様の原理により、三次元画像に再構成する３Ｄ−ＤＳＡ機能が開発されて以来、Ｘ線装置による３Ｄ技術が急速な進歩を遂げている。その中で、造影剤を使用せず、ＣＴライクな断層像などが得られる回転撮影法が注目を集めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７５７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｘ線診断装置による回転撮影にて得られるＣＴライクな画像は、ＣＴ画像に比べて低コントラスト分解能が劣るため、更なる高画質化が求められている。
【０００７】
かかる高画質画像を得るため、回転撮影等においては、撮影フレーム数を多くする必要があった。特にＣＴライクな画像を得る回転撮影法では、４００〜６００プロジェクションの撮影画像が必要となる。このため、被検者又は及び術者へのＸ線曝射量が増加するという問題が存在した。
【０００８】
上述の特許文献１のように、Ｘ線絞りを制御することで、被検者等への不必要なＸ線曝射量の低減を図る方法が考えられるが、撮影フレーム数の増加によるＸ線曝射量の増加に対応するには、不十分であった。また、回転撮影においては、高速回転するアーム等の保持装置と被検者等との干渉（衝突）を避けるため、Ｘ線発生部とＸ線検出部との間の距離（ＳＩＤと称する）を広くする必要がある。ＳＩＤが広がると、Ｘ線検出部におけるＸ線入射線量を確保するため、被検者への照射Ｘ線量を増加させる必要があり、Ｘ線曝射量が増加する問題が存在した。
【０００９】
本発明の目的は、回転撮影等において、被検者又は／及び術者に対するＸ線曝射量を低減することのできるＸ線診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の三次元画像又は断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させて前記Ｘ線発生部とＸ線平面検出部の検出面との距離を変えるためのＸ線平面検出部移動機構部と、前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させるためのＸ線平面検出部移動機構部と、前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報を検出する位置情報検出部と、前記Ｘ線平面検出部及び被検体の位置情報に基づいて前記被検体の周囲に干渉領域を設定する干渉領域設定部と、前記干渉領域の領域情報と前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報との比較により前記Ｘ線平面検出部が前記干渉領域に到達したか否かを判定する位置情報比較部と、前記位置情報比較部の判定結果に基づいて前記Ｘ線平面検出部移動機構部の移動を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転撮影等の際、Ｘ線発生部とＸ線検出部とが取り付けられた保持部の回動に連動して、保持部の回動中に、前記Ｘ線検出部をスライド移動させてＳＩＤを減少させることが可能となるので、ＳＩＤに連動したＸ線条件制御により被検者等のＸ線曝射量を総合的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置が備えるＸ線撮影部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置が備える保持部、Ｘ線平面検出部及び天板移動機構部に設けられた機構駆動部を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における保持部の回動に伴うＸ線平面検出部の移動軌跡を概略的に示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるＸ線診断装置が備える保持部の回動角度とＸ線平面検出部のスライド移動量との関係を示す概略図である。
【図６】Ｘ線平面検出部と保持部の回動角度の関係の一例を示す概略図である。
【図７】本実施形態におけるＸ線平面検出部のスライド移動によるＸ線発生量（ｍＡｓ値）の調整手順を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態におけるＸ線平面検出部のスライド移動に基づく画像変更率の調整手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態におけるＸ線平面検出部と被検体との干渉防止手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のＸ線診断装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明のＸ線診断装置の第１の実施形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明のＸ線診断装置の第１の実施形態の全体構成を示すブロック図である。図１に示すようにＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対しＸ線を照射すると共に被検体１５０を透過したＸ線を検出して投影データを生成するＸ線撮影部１と、前記投影データに画像処理をする画像処理部６と、前記投影データに基づいて画像データを再構成する画像再構成部６ａと、得られた画像データを表示する表示部７ａと、Ｘ線撮影部１のＸ線発生部２及びＸ線平面検出部３を保持し被検体１５０の周囲で所定方向に移動あるいは回動させる保持部８と、被検体１５０を載置した天板を所定方向へ移動させる寝台部９を備えている。
【００１７】
更に、Ｘ線診断装置１００は、保持部８及び寝台部９の各々に設けられた後記の各種移動機構部に対し駆動信号を供給する機構駆動部１０と、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件を含むＸ線撮影条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行う入力部１４と、前記各ユニットを統括的に制御して被検体１５０に対し安全かつ効率のよいＸ線撮影を可能にするシステム制御部１６を備えている。
【００１８】
Ｘ線診断装置１００は、保持部回動角度検出部１０４、Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５、Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部１０６、Ｘ線量算出部１０７、回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８とを備えている。保持部回動角度検出部１０４において、検出された保持部８の回動角度と、Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部１０６において検出されたスライド移動量についてのデータが前記回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８に送信され、それに基づいて、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量等を調整するように、Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５に指示が出される。
【００１９】
前記したＸ線平面検出部３のスライド移動量の調整により、Ｘ線量算出部１０７にＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）の変化に基づくＸ線量（ｍＡｓ値）の調整を行うべく、Ｘ線量算出部１０７を経て、Ｘ線撮影部１におけるＸ線制御部５１に指示が出される。なお、ＳＩＤとは、Ｘ線管２１の焦点とＸ線平面検出部３との間の距離をいう。
【００２０】
Ｘ線撮影部１は、図１に示すようにＸ線発生部２、Ｘ線平面検出部３、投影データ生成部４、高電圧発生部５及びＸ線制御部５１を備え、被検体１５０を透過したＸ線量に基づいて投影データを生成する機能を有している。
【００２１】
図２は、Ｘ線撮影部１が有する前記の各ユニットの具体的構成を示したものである。Ｘ線発生部２は、被検体１５０に対しＸ線を照射するＸ線管２１と、Ｘ線管２１から放射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器２２を備えている。Ｘ線管２１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。Ｘ線管２１は、高電圧発生部５により発生された高電圧の印加を受けて所定強度のＸ線を発生する。
【００２２】
なお、Ｘ線管２１に印加される高電圧の電圧値や電流値は、ユーザーインターフェイス（図示しない）等を用いて術者等が設定することもできるし、自動的に設定されるように構成することもできる。Ｘ線絞り器２２は、Ｘ線管２１と被検体１５０の間に位置し、Ｘ線管２１から照射されたＸ線ビームを所定の照射視野のサイズに絞り込む機能を有している。Ｘ線絞り器２２は、タングステンやモリブデン等のＸ線を吸収する素材で組成された板状の絞り羽根を四方に配置して構成されたものも好ましく使用される。絞り羽根は、その端面が、隣接する羽根の端面に対して互いに直交するように配置されており、絞り羽根の内側の端面で形成される開口は矩形状となっているものも使用される。
【００２３】
一方、Ｘ線平面検出部３は、Ｘ線管２１により発生されたＸ線を検出し、その検出結果を電荷に変換する。かかるＸ線平面検出部３には、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、光に変換した後、電荷に変換するものがある。本実施の形態においては、前者を例に説明するが、後者のものであってもよい。すなわち、本実施の形態におけるＸ線平面検出部３は、被検体１５０を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器３１（ＦＰＤ）と、この平面検出器３１に蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを生成するゲートドライバ３２を備えている。
【００２４】
平面検出器３１は、微小な検出素子を二次元的に配列して構成され、各々の検出素子は、Ｘ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（何れも図示せず）を備えている。そして、蓄積された電荷はゲートドライバ３２が供給する駆動パルスによって順次読み出される。
【００２５】
次に、投影データ生成部４は、平面検出器３１から行単位もしくは列単位でパラレルに読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器４１と、この電荷・電圧変換器４１の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４２と、デジタル変換されたパラレル信号を時系列的なシリアル信号に変換するパラレル・シリアル変換器４３を備えている。
【００２６】
高電圧発生部５は、Ｘ線管２１の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器５２と、システム制御部１６から供給される指示信号に従い、高電圧発生器５２における管電流、管電圧、照射時間、照射タイミング等のＸ線照射条件を制御するＸ線制御部５１を備えている。
【００２７】
図１へ戻って、画像処理部６について説明する。画像処理部６は、図示しない投影データ記憶部と画像データ演算部を備え、前記投影データ記憶部は、Ｘ線撮影部１の投影データ生成部４から供給される時系列的な投影データを順次保存して二次元投影データを生成する。一方、前記画像データ演算部は、前記投影データ記憶部にて生成された二次元投影データに対し、フィルタリング処理等の画像処理を実施して画像データを生成し、更に、得られた複数の画像データに対し合成処理や引算（サブトラクション）処理等を行う。
【００２８】
また、画像再構成部６ａは、画像再構成前に後述するＳＩＤの変化に伴う、投影データから再構成画像の変更率（拡大率・縮小率）の調整及びｍＡｓ値の変更率に伴う画像レベルの補正を行った上で、三次元画像や断層像を生成する。
【００２９】
表示部７ａは、図示しない表示データ生成部とデータ変換部とモニタを備えている。前記表示データ生成部は、画像再構成部６ａの画像データ演算部から供給される画像データに対して種々の三次元画像表示法にてモニタに表示する。
【００３０】
図３は、機構駆動部１０が有する各ユニットの具体的構成を示したものである。機構駆動部１０は、保持部８を回転させるために設けられた保持部回動機構に対して駆動信号を供給する保持部回動機構駆動部１０１と、Ｘ線平面検出部をＸ線管２１方向へスライド移動させるために設けられたＸ線平面検出部スライド移動機構部１０５と、被検体１５０を載置した天板を所望の方向へ移動させるために寝台部９に設けられた移動機構部に対し駆動信号を供給する天板移動機構駆動部１０２とを制御する機構駆動制御部１０３を備えている。
【００３１】
図４は、本発明の第１の実施形態における保持部の回動に伴うＸ線平面検出部の移動軌跡を概略的に示す模式図である。従来軌道が略円軌道であるのに対し、本実施形態においては、略部分楕円軌道をとる。
【００３２】
図５は、本発明の第１の実施形態における保持部回動角度とＸ線平面検出部３のスライド移動量を模式的に示した概略図である。ここで、保持部回動角度とは、保持部８と天板の間に挟まれる角度をいう。Ｘ線平面検出部３が天板の側面に位置する状態を０度とする。本発明の第１の実施形態においては、保持部８の回動角度が大きくなるにつれて、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量を多くし、中心部（Ｘ線平面検出部３が天板の側面に位置する状態を０度として、時計方向に回動している場合の回動角度：９０度）でスライド移動量が最大となり、中心部を経由してからは、次第にスライド移動量が徐々に元の状態に戻っている。
【００３３】
図６は、Ｘ線平面検出部３の軌道と保持部８の回動角度の関係の一例を示す概略図である。図６において、Ｘ線平面検出部３は、下記式に示される略部分楕円を軌跡を描いて移動する。また、ＳＩＤについても下記式に示される。
Ｘ２／ａ２＋Ｙ２／ｂ２＝１
ＳＩＤ＝（ａ２ｃｏｓ２（Θ）＋ｂ２ｓｉｎ２（Θ））１／２
ａ：楕円の長軸径
ｂ：楕円の端軸径
Θ：保持部８の回動角度
【００３４】
次に、入力部１４は、キーボード、トラックボール、ジョイステック、マウス等の入力デバイスや表示パネルを備えたインターラクティブなインターフェイスである。かかる入力部１４は、被検体情報の入力、Ｘ線撮影条件の設定、保持部８及び寝台部９の移動／回動を指示する指示信号や各種コマンド信号の入力等を行う。
【００３５】
次に、図１のシステム制御部１６について説明する。システム制御部１６は、Ｘ線診断装置の各部の制御（特に、Ｘ線制御部５１、高電圧発生部５、Ｘ線発生部２、機構駆動制御部１０３、表示部７ａ、画像処理部６、投影データ生成部４、Ｘ線平面検出部３）の制御や、各種の演算処理を実行する。システム制御部１６は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のマイクロプロセッサや、所定のコンピュータプログラムを格納するとともに各種データを記憶する記憶装置（メモリやハードディスクドライブ等）などを含んで構成されている。マイクロプロセッサは、このコンピュータプログラムを実行することにより、この実施形態に関わる制御や演算処理を行うようになっている。入力部１４にて入力もしくは設定された前記の各種データは前記記憶装置に保存される。そして、前記ＣＰＵは、これらの各種データに基づいてＸ線診断装置１００の各ユニットを統括的に制御する。
【００３６】
本実施形態のＸ線診断装置は、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部５１を備えている。本実施形態においては、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部５１を備えることが重要である。すなわち、Ｘ線平面検出部３をスライド移動させることにより、ＳＩＤが変化する。それに伴い距離の２乗分の１の割合で照射Ｘ線量が変化する。同一のＸ線条件（管電圧、管電流、パルス幅）であれば、保持部８の回動角度が同一のとき、Ｘ線平面検出部３のスライド移動によって当該Ｘ線平面検出部３が被検体側に近づくと、Ｘ線平面検出部３への入射Ｘ線量は増加する。例えば、保持部８の回動角度を同一として、ＳＩＤを１２０ｃｍから１００ｃｍに変化させて回転撮影を行うと、ＳＩＤを１２０ｃｍに固定した場合と比較して、１．４４倍の入射Ｘ線量となる。
【００３７】
したがって、Ｘ線制御部５１により、Ｘ線平面検出部３への入射Ｘ線量を１／１．４４倍に減少させても良好な画質を得るために必要な目標線量を確保することができる。このように、入射Ｘ線量を減少させることができるので、被検体や術者に対するＸ線曝射量を低減させることができる。
【００３８】
本実施形態においては、例えば、図６においては、保持部８の回動角度（Θ）に応じて、回動角度０度のときのｍＡｓ値を基準にすると下記式で調整することができる。
ｍＡｓ値＝ｍＡｓ値（角度０度）×（ｈ（Θ）／ＳＩＤ）２
ｈ（Θ）：保持部回動角度Θ度のＳＩＤ
ＳＩＤ：保持部回動角度０度のＳＩＤ
【００３９】
図７は、本実施形態におけるＸ線平面検出部３のスライド移動によるＸ線発生量（ｍＡｓ値）の調整手順を示すフローチャートである。
【００４０】
保持部回動角度検出部１０４は保持部８の回動角度を検出する（ステップＳ１）。回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８は、保持部回動角度検出部１０４からの回動角度データをＸ線平面検出部のスライド移動量に変換する。Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５は、かかる回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８で変換されたスライド移動量データに基づき、Ｘ線平面検出部３をスライド移動させる（ステップＳ２）。
【００４１】
Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部１０６は、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量を検出する（ステップＳ３）。検出されたスライド移動量データは前記回動角度−スライド移動量変換テーブル１０８に送られ、スライド移動量が所定値に達しない場合、調整が行われる。
【００４２】
Ｘ線量算出部１０７（ｍＡｓ値算出部）は、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動量毎にＸ線発生量（ｍＡｓ値）を算出する（ステップＳ４）。なお、Ｘ線発生量（ｍＡｓ値）は、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量が最大となって、Ｘ線平面検出部３とＸ線発生部２との距離（ＳＩＤ）が最小となった場合に最小となるようになればよく、適宜、スライド移動量に応じて調整するのが好ましい。
【００４３】
Ｘ線制御部５１は、ステップＳ４で算出されたＸ線量（ｍＡｓ値）データに基づき、Ｘ線発生部２にＸ線を発生させ、被検体１５０にＸ線を照射する（ステップＳ５）。
【００４４】
回転撮影中の撮影画像から三次元画像へ再構成する際、幾何学的な拡大・縮小率を同一にすることが必要となる。本実施形態においては、前記Ｘ線平面検出部３のスライド移動に基づいて、ＳＩＤが変化するので、投影データから再構成画像への画像変更率（拡大・縮小率）も幾何学的に変化する。かかる変更率（拡大・縮小率）に基づいて、画像再構成前に投影データから再構成画像の拡大・縮小率を調整することが行われる。画像処理部６は、Ｘ線平面検出部３のスライド移動によるデータ収集を行う（ステップＳ６）。また、三次元画像へ再構成する際、同一入射線量の画像で計算をする必要があるためｍＡｓ値の変更分に基づいて画像レベルに補正をかける。かかるデータを基礎に、画像再構成部６ａは、スライド移動距離に基づく画像変更率（拡大・縮小率）の調整及び画像レベルの補正を行って、画像再構成をする（ステップＳ７）。
【００４５】
Ｘ線平面検出部３のスライド移動によるデータ収集から画像再構成までの手順を示すフローチャートを図８に示す。ステップＳ２０では、Ｘ線平面検出部３のスライド移動量のデータを収集する。ステップＳ２１では、スライド移動距離とデータの対応付けを行う。ステップＳ２２では、スライド移動距離に基づく画像拡大率の補正を行う。ステップ２３では、ｍＡｓ値の変更分に基づいて画像レベルの補正を行う。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明のＸ線診断装置の第２の実施形態を図面を用いて説明する。
【００４７】
図９は、本発明のＸ線診断装置の第２の実施形態の全体構成を示すブロック図である。
なお、本実施の形態においては、第１の実施形態と共通する部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４８】
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態の構成に加えて、被検体の体格に応じて、Ｘ線平面検出部３が被検体と干渉（接触）しないように前記Ｘ線平面検出部の移動を制御するものである。その他の構成、作用、効果は第１の実施形態のＸ線診断装置と同じである。
【００４９】
図９に示すように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態の構成に加えて、Ｘ線平面検出部３及び被検体１５０の位置情報を検出する位置情報検出部１１と、Ｘ線平面検出部３及び被検体１５０の位置情報に基づいてＸ線平面検出部３の被検体１５０に対する干渉の可能性を判定する干渉判定部１２とを備えている。
【００５０】
位置情報検出部１１は、エンコーダーやポジションセンサ等の位置検出センサにより構成されている。かかる位置情報検出部１１は、Ｘ線平面検出部３の現在位置、被検体１５０の現在位置等を検出し、位置情報として干渉判定部１２に送信する。干渉判定部１２は、干渉領域設定部１２２及び位置情報比較部１２３から構成されている。干渉領域設定部１２２は、位置情報検出部１１によって検出されたＸ線平面検出部３の位置情報と、被検体１５０の体重、身長等の身体情報から、前記Ｘ線平面検出部３と被検体１５０が接触する可能性を有する干渉領域を設定する。
【００５１】
位置情報比較部１２３は、干渉領域設定部１２２から供給される干渉領域の領域情報と、位置情報検出部１１から供給される前記Ｘ線平面検出部３と被検体１５０の位置情報とを比較し、前記Ｘ線平面検出部３が干渉領域に到達したか否かを検出することによって、被検体１５０に対する干渉可能性の有無を判定する。そして、干渉可能性が有りと判定した場合、その判定結果は、システム制御部１６を介して機構駆動部１０の機構駆動制御部１０３へ送られ、Ｘ線平面検出部３を干渉領域から外側に移動させるようにＸ線平面検出部スライド移動機構部１０５を制御する。
【００５２】
図１０は、本実施形態におけるＸ線平面検出部３と被検体との干渉防止手順を示すフローチャートである。位置情報検出部１１は、Ｘ線平面検出部３及び被検体１５０の位置情報を検出する。干渉領域設定部１２２は、位置情報検出部１１によって検出されたＸ線平面検出部３の位置情報と、被検体１５０の体重、身長等の身体情報から、前記Ｘ線平面検出部３と被検体１５０が接触する可能性を有する干渉領域を設定する（ステップＳ３１）。干渉領域データに基づき、Ｘ線平面検出部３が被検体と干渉しないようにＸ線平面検出部３をスライド移動する（ステップＳ３２）。Ｘ線平面検出部３と被検体との間の距離を検出する（ステップＳ３３）。位置情報比較部１２３は、ステップＳ３３で検出された距離データに基づいて干渉領域侵入か否かを判定する（ステップＳ３４）。干渉領域に侵入と判定されたとき（ＹＥＳ）は、Ｘ線平面検出部３は、Ｘ線平面検出部スライド移動機構部１０５により変更移動がなされる（ステップＳ３５）。干渉領域へ非侵入と判定されたとき（ＮＯ）は、再度、Ｘ線平面検出部３と被検体１５０との間の距離を検出するステップＳ３３に戻る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、回転撮影等に使用される装置に有用であり、特に、撮影フレーム数が多い場合に適している。
【符号の説明】
【００５４】
１ Ｘ線撮影部
２ Ｘ線発生部
２１ Ｘ線管
２２ Ｘ線絞り器
３ Ｘ線平面検出部
３１ 平面検出器
３２ ゲートドライバ
４ 投影データ生成部
４１ 電荷・電圧変換器
４２ Ａ／Ｄ変換器
４３ パラレル・シリアル変換器
５ 高電圧発生部
５１ Ｘ線制御部
５２ 高電圧発生器
６ 画像処理部
６ａ 画像再構成部
７ａ 表示部
８ 保持部
９ 寝台部
１０ 機構駆動部
１０１ 保持部回動機構駆動部
１０２ 天板移動機構駆動部
１０３ 機構駆動制御部
１０４ 保持部回動角度検出部
１０５ Ｘ線平面検出部スライド移動機構部
１０６ Ｘ線平面検出部スライド移動量検出部
１０７ Ｘ線量算出部（ｍＡｓ値算出部）
１０８ 回動角度−スライド移動量変換テーブル
１１ 位置情報検出部
１２ 干渉判定部
１２２ 干渉領域設定部
１２３ 位置情報比較部
１４ 入力部
１６ システム制御部
１００ Ｘ線診断装置
１５０ 被検体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の三次元画像又は断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、
前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させて前記Ｘ線発生部とＸ線平面検出部の検出面との距離を変えるためのＸ線平面検出部移動機構部と、
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、前記Ｘ線発生部におけるＸ線管の管電流値（ｍＡ）とパルス幅（ｓ）の積の値を調整することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、再構成画像の拡大・縮小率を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線平面検出部が略部分楕円軌道を伴って移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、
前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させるためのＸ線平面検出部移動機構部と、
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、
前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報を検出する位置情報検出部と、
前記Ｘ線平面検出部及び被検体の位置情報に基づいて前記被検体の周囲に干渉領域を設定する干渉領域設定部と、
前記干渉領域の領域情報と前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報との比較により前記Ｘ線平面検出部が前記干渉領域に到達したか否かを判定する位置情報比較部と、
前記位置情報比較部の判定結果に基づいて前記Ｘ線平面検出部移動機構部の移動を制御することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項６】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、前記Ｘ線発生部におけるＸ線管の管電流値（ｍＡ）とパルス幅（ｓ）の積の値（ｍＡｓ）を調整することを特徴とする請求項５に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
回転撮影収集画像に対して、三次元再構成計算前に画像レベルに対して、前記Ｘ線管の管電流値（ｍＡ）とパルス幅（ｓ）の積の値（ｍＡｓ）値の変化分に応じた画像レベル補正をかけることを特徴とする請求項６に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、再構成画像の拡大・縮小率を調整することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記Ｘ線平面検出部が略部分楕円軌道を伴って移動することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の三次元画像又は断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、
前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させて前記Ｘ線発生部とＸ線平面検出部の検出面との距離を変えるためのＸ線平面検出部移動機構部と、
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、前記Ｘ線発生部におけるＸ線管の管電流値（ｍＡ）とパルス幅（ｓ）の積の値を調整することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、再構成画像の拡大・縮小率を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線平面検出部が略部分楕円軌道を伴って移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線発生部と対向して配置されたＸ線平面検出部とが取り付けられた保持部を前記被検体の周囲で回動させて、前記被検体を透過したＸ線量に基づいて前記被検体の断層像を再構成する画像再構成部と、を備えるＸ線診断装置であって、
前記保持部の回動に連動して、保持部回動中に、前記Ｘ線平面検出部を移動させるためのＸ線平面検出部移動機構部と、
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、照射Ｘ線量を調整するＸ線制御部と、
前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報を検出する位置情報検出部と、
前記Ｘ線平面検出部及び被検体の位置情報に基づいて前記被検体の周囲に干渉領域を設定する干渉領域設定部と、
前記干渉領域の領域情報と前記Ｘ線平面検出部の位置情報と前記被検体の位置情報との比較により前記Ｘ線平面検出部が前記干渉領域に到達したか否かを判定する位置情報比較部と、
前記位置情報比較部の判定結果に基づいて前記Ｘ線平面検出部移動機構部の移動を制御することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項６】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、前記Ｘ線発生部におけるＸ線管の管電流値（ｍＡ）とパルス幅（ｓ）の積の値（ｍＡｓ）を調整することを特徴とする請求項５に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
回転撮影収集画像に対して、三次元再構成計算前に画像レベルに対して、前記Ｘ線管の管電流値（ｍＡ）とパルス幅（ｓ）の積の値（ｍＡｓ）値の変化分に応じた画像レベル補正をかけることを特徴とする請求項６に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記Ｘ線平面検出部の移動に基づいて、再構成画像の拡大・縮小率を調整することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記Ｘ線平面検出部が略部分楕円軌道を伴って移動することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１４３０６７（Ｐ２０１１−１４３０６７Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２９３（Ｐ２０１０−６２９３）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
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