| 【発明の名称】 |
放射線撮像装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| 【発明者】 |
【氏名】野中 秀樹
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| 【要約】 |
【課題】バイプレーン放射線撮像装置において、フレームレートの低下を防ぎ構成を簡単にすると共に、フロンタル、ラテラルの各画像間のずれをなくす。
【解決手段】まず放射線源１１、２１を交互に動作させて放射線検出器１２、２２から被写体１の透過画像としての交互照射画像を得、これを記憶部１７、２７に記憶すると共に、被写体１により拡散された散乱線による画像を記憶部１６、２６に記憶する。次に各スイッチを切り換えて、放射線源１１、２１を同時に照射し、得られた画像と記憶部１７、２７の画像とから移動検出部１８、２８で被写体１の移動を検出し、移動を検出しなければ減算器１９、２９で上記得られた画像を記憶部１６、２６の散乱線画像で補正する。移動が検出されたら、再度交互照射を行い、得られた散乱線画像で記憶部１６、２６を更新する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被写体に第１の方向から放射線を照射する第１の照射手段と、上記第１の方向から上記被写体を透過した放射線を検出し画像データを出力する第１の検出手段と、上記被写体に第２の方向から放射線を照射する第２の照射手段と、上記第２の方向から上記被写体を透過した放射線を検出し画像データを出力する第２の検出手段と、上記第１の照射手段のみを動作させたときに上記第２の検出手段から得られる散乱線による第１の散乱線画像データを記憶する記憶手段と、上記第２の照射手段のみを動作させたときに上記第１の検出手段から得られる散乱線による第２の散乱線画像データを記憶する記憶手段と、上記第１、第２の照射手段を同時に動作させたときに、上記第１の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第２の散乱線画像データで補正すると共に、上記第２の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第１の散乱線画像データで補正する補正手段とを備えた放射線撮像装置。
【請求項２】 上記第１、第２の照射手段を同時に複数回動作させたとき、各回毎に上記第１、第２の照射手段に対する上記被写体の移動をそれぞれ検出する第１、第２の移動検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【請求項３】 上記第１、第２の移動検出手段のいずれかが上記移動を検出したとき、上記第１の照射手段のみの照射と第２の照射手段のみの照射とを順に行わせる制御手段と、上記制御手段による上記照射により得られた第１、第２の散乱線画像データで上記記憶された第１、第２の散乱線画像データを更新する更新手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の放射線撮像装置。
【請求項４】 上記第１、第２の移動検出手段は、上記第１の照射手段のみの照射と第２の照射手段のみの照射とにより上記第１、第２の検出手段から得られる各画像データと、その後に行われる第１、第２の照射手段の同時照射により第１、第２の検出手段から得られる各画像データとの間の各変化量からそれぞれ上記移動を検出することを特徴とする請求項２記載の放射線撮像装置。
【請求項５】 画像第１、第２の移動検出手段は、上記被写体の可視光画像を取得する可視光画像取得手段を有し、この可視光画像取得手段から連続的に出力される画像の変化量からそれぞれ上記移動を検出することを特徴とする請求項２記載の放射線撮像装置。
【請求項６】 画像第１、第２の移動検出手段は、上記被写体に接触又は非接触に設けられ、直接に被写体の移動を検出することを特徴とする請求項２記載の放射線撮像装置。
【請求項７】 画像第１、第２の移動検出手段は、上記被写体を乗せるテーブルに設けられ、このテーブルの移動を検出することを特徴とする請求項２記載の放射線撮像装置。
【請求項８】 第１の照射手段を用いて被写体に第１の方向から放射線を照射する照射処理と、上記第１の方向から上記被写体を透過した放射線を第１の検出手段を用いて検出し画像データを出力する検出処理と、第２の照射手段を用いて上記被写体に第２の方向から放射線を照射する照射処理と、上記第２の方向から上記被写体を透過した放射線を第２の検出手段を用いて検出し画像データを出力する検出処理と、上記第１の照射手段のみを動作させたときに上記第２の検出手段から得られる散乱線による第１の散乱線画像データを記憶する記憶処理と、上記第２の照射手段のみを動作させたときに上記第１の検出手段から得られる散乱線による第２の散乱線画像データを記憶する記憶処理と、上記第１、第２の照射手段を同時に動作させたときに、上記第１の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第２の散乱線画像データで補正すると共に、上記第２の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第１の散乱線画像データで補正する補正処理とを実行するためのプログラムを記憶したコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９】 上記第１、第２の照射手段を同時に複数回動作させる処理と、各回毎に上記第１、第２の照射手段に対する上記被写体の移動をそれぞれ第１、第２の移動検出手段を用いて検出する処理とを設けたことを特徴とする請求項８記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１０】 上記第１、第２の移動検出手段のいずれかが上記移動を検出したとき、上記第１の照射手段のみの照射と第２の照射手段のみの照射とを順に行わせる制御処理と、上記制御処理による上記照射により得られた第１、第２の散乱線画像データで上記記憶された第１、第２の散乱線画像データを更新する更新処理とを設けたことを特徴とする請求項９記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１１】 上記移動の検出処理は、上記第１の照射手段のみの照射と第２の照射手段のみの照射とにより上記第１、第２の検出手段から得られる各画像データと、その後に行われる第１、第２の照射手段の同時照射により第１、第２の検出手段から得られる各画像データとの間の各変化量からそれぞれ上記移動を検出することを特徴とする請求項９記載のコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体に放射線を照射し、この被写体を透過した放射線強度分布、即ち、放射線画像を取得する放射線撮像装置及びこの装置に用いられるコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体に関し、特に被写体を複数方向から撮像するバイプレーン放射線撮像装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】被写体に放射線を照射し、透過した放射線の強度分布を検出することにより、被写体の内部構造を画像として取得する放射線撮像装置は、従来より工業用の非破壊検査や医療診断等において広く用いられている。被写体の放射線画像を得るための最も一般的な撮像方法としては、放射線により蛍光を発する蛍光板（又は増感紙）と銀塩フィルムとを組み合わせたものを用い、被写体に放射線を照射し透過した放射線を蛍光板で可視光に変換して銀塩フィルムを感光させ、この銀塩フィルムを化学処理することにより可視画像を得る方法がよく用いられている。
【０００３】上記の方法は静止画像を得る方法であるが、動画像を得る方法としては、古くは蛍光板の発光を直接観察することから始まり、光電子増倍管又はイメージインテンシファイア（以下、Ｉ．Ｉ．と記す）により出力光を増幅した後、シネフィルムに記録する方法等が行われてきた。近年では、記録部にＣＣＤ等の光電変換デバイスを用いることにより、放射線画像をデジタル化して記録する方法が用いられている。
【０００４】また、カテーテルを挿入し造影剤を注入して行う造影撮像や、バルーン挿入による血管狭窄の治療等のＩＶＲにおいては、血管の空間的構造を得ることが必要となり、このため、被写体に対して２方向から放射線を照射してそれぞれ透過放射線を検出する、いわゆるバイプレーン撮像等が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】被写体を透過する放射線は吸収と散乱により減弱する。これらの吸収と散乱は被写体の密度、実効原子番号、厚さ等の性状、放射線の波長等の影響を受ける。このうち被写体の吸収による減弱が被写体コントラストを形成し、主要な情報の搬出の原因となる。一方、散乱線は方向性が無く散乱する放射線であり、放射線画像の形成過程において、鮮鋭度やコントラストを低下させる。この対策として、Ｉ．Ｉ．の放射線入射面に薄い金属箔の格子からなるグリッドを設けて、像を形成するのに有効な放射線は透過させ、散乱線はグリッドで吸収させる方法が用いられている。
【０００６】また、上記バイプレーン撮像においては、放射線を２方向（フロンタル、ラテラル）から照射するため、上記グリッドを用いる方法だけでは充分ではない。上述したように、散乱線は方向性が無く被写体のあらゆる部分で発生する。このため、仮にフロンタルの系で放射線が照射されたとすると、その放射線のうちラテラルの系と同じ方向に拡散する散乱線成分はグリッドに吸収されることなく、ラテラルの系の受像部に入射して画像を劣化させてしまう。
【０００７】この対策として従来よりフロンタル、ラテラルの各放射線照射を交互に行うと共に、受像部に電気的又は機械的なシャッタを設けてブランキングを行うことにより、相互の系における散乱線の影響を避けるという方法が用いられている。
【０００８】しかしながら上記の方法では、交互に放射線照射（撮像）とブランキングを行うので、フレームレートが半減する、フロンタルとラテラルとで放射線照射のタイミングが異なるので、画像間で時間的ずれが生じる、ブランキングを行うために受像部や放射線制御部の機構が複雑になる等々の問題があった。
【０００９】本発明は、上記の問題を解決するために成されたもので、バイプレーン撮像において、ブランキング動作を無くすことにより、フロンタル、ラテラルの放射線照射のタイミングを略同時に行えるようにし、これによって両画像間の時間的ずれを実質的に無くすことを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明による放射線撮像装置においては、被写体に第１の方向から放射線を照射する第１の照射手段と、上記第１の方向から上記被写体を透過した放射線を検出し画像データを出力する第１の検出手段と、上記被写体に第２の方向から放射線を照射する第２の照射手段と、上記第２の方向から上記被写体を透過した放射線を検出し画像データを出力する第２の検出手段と、上記第１の照射手段のみを動作させたときに上記第２の検出手段から得られる散乱線による第１の散乱線画像データを記憶する記憶手段と、上記第２の照射手段のみを動作させたときに上記第１の検出手段から得られる散乱線による第２の散乱線画像データを記憶する記憶手段と、上記第１、第２の照射手段を同時に動作させたときに、上記第１の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第２の散乱線画像データで補正すると共に、上記第２の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第１の散乱線画像データで補正する補正手段とを設けている。
【００１１】また、本発明によるコンピュ−タ読み取り可能な記憶媒体においては、第１の照射手段を用いて被写体に第１の方向から放射線を照射する照射処理と、上記第１の方向から上記被写体を透過した放射線を第１の検出手段を用いて検出し画像データを出力する検出処理と、第２の照射手段を用いて上記被写体に第２の方向から放射線を照射する照射処理と、上記第２の方向から上記被写体を透過した放射線を第２の検出手段を用いて検出し画像データを出力する検出処理と、上記第１の照射手段のみを動作させたときに上記第２の検出手段から得られる散乱線による第１の散乱線画像データを記憶する記憶処理と、上記第２の照射手段のみを動作させたときに上記第１の検出手段から得られる散乱線による第２の散乱線画像データを記憶する記憶処理と、上記第１、第２の照射手段を同時に動作させたときに、上記第１の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第２の散乱線画像データで補正すると共に、上記第２の検出手段から得られる画像データを上記記憶した第１の散乱線画像データで補正する補正処理とを実行するためのプログラムを記憶している。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は本発明による放射線撮像装置の第１の実施の形態を示す構成図である。図１において、被写体１に対してフロンタル系の放射線源１１と放射線検出器１２が設けられると共に、ラテラル系の放射線源２１と放射線検出器２２が設けられている。上記放射線検出器１２、２２は入射した放射線透過像を電気信号に変換するもので、例えばＩ．Ｉ．の出力面にＣＣＤを装着したものや、ＣＣＤ又はアモルファスシリコン又はアモルファスセレンからなる２次元光電変換素子上に蛍光体を積層したもの等が用いられる。これらはいずれも各画素への放射線の入射量に応じたアナログ電気信号を各画素毎に出力する。
【００１３】図２は動作タイミングを示すもので、ＸF はフロンタル系の照射タイミング、ＸL はラテラル系の照射タイミングを示す。
【００１４】オペレータが撮像ボタン（図示せず）を押すと、まず散乱線画像取得手順が行われる。この手順は、フロンタル、ラテラルで放射線を交互に照射して、互いに別の系から入射した散乱線による散乱線画像と、交互照射による無補正画像とを取得するものである。
【００１５】始めにフロンタル側から照射を行うものとし、このときシステムコントローラ３０はスイッチ１４、１５、２４をａ側に接続する。次にシステムコントローラ３０は、別途設定された管電流、管電圧、照射時間に従って放射線源１１を動作させ、放射線を発射させる。この放射線は被写体１を透過し、その透過画像が放射線検出器１２でアナログ電気信号に変換される。このアナログ電気信号はＡ／Ｄ変換器１３で図２のデジタルの画像データＩF0に変換される。このＩF0はスイッチ１４、１５を介して記憶部１７に上記交互照射無補正画像として記憶される。
【００１６】上記撮像においては、フロンタル側の放射線源１１からの放射線が被写体１により散乱したために生じた散乱線がラテラル側の放射線検出器２２に入射する。この放射線検出器２２から出力されるアナログ電気信号はＡ／Ｄ変換器２３でデジタルの画像データＳL0に変換される。このＳL0はスイッチ２４を介して記憶部２６に散乱線画像として記憶される。
【００１７】次にラテラル側から照射を行うために、システムコントローラ３０はスイッチ２４、２５、１４をｂ側に接続する。そして上述と同様にして放射線源２１から照射を行うことにより、記憶部２７に画像データＩL0が交互照射無補正画像として記憶されると共に、記憶部１６に画像データＳF0が散乱線画像として記憶される。以上により、フロンタル、ラテラル系でそれぞれ散乱線画像ＳF0、ＳL0と交互照射無補正画像ＩF0、ＩL0が得られる。
【００１８】この場合、上記交互照射無補正画像ＩF0、ＩL0は、交互に単独で放射線を照射したことにより取得した画像なので、相互の系に散乱線の影響を与えていない。このためシステムコントローラ３０は、後述する後段の移動検出部１８、２８及び減算器１９、２９をデータが素通りするように制御して、記憶部１７、２７に記憶されている上記交互照射無補正画像ＩF0、ＩL0を出力させる。
【００１９】次に、フロンタル、ラテラル同時照射手順を行う。このためにシステムコントローラ３０は、スイッチ１４をａ側に、スイッチ１５をｂ側に接続する。またスイッチ２４をｂ側に、スイッチ２５をａ側に接続する。
【００２０】この状態で、放射線源１１、２１より同時に放射線を照射させると、被写体１を透過あるいは散乱した放射線が放射線検出器１２、２２に入射し、Ａ／Ｄ変換器１３、２３を介して図２の同時照射無補正画像ＩF1、ＩL1が得られる。このＩF1、ＩL1は、被写体１の移動検出部１８、２８に送られて、被写体１の移動が検出される。
【００２１】移動検出部１８、２８では、記憶部１７、２７に記憶されている交互照射無補正画像ＩF0、ＩL0及び今取得した同時照射無補正画像ＩF1、ＩL1に描出されている例えば心臓、血管、その他の臓器等の被写体１の内部構成要素を抽出し、その面積、周囲長、重心の移動ベクトルを検出することにより、被写体１の移動を検出する。一般に散乱線は被写体１によって散乱した放射線によるものであるため、被写体１の多少の動き、例えば呼吸による体の動き等にはさほど影響を受けない。
【００２２】しかし、被写体１が乗せられた撮影テーブルを移動させながら撮影部位を連続的に変更していく、又は被写体１の撮影部位が変化する、又は放射線の入射方向が変化するほど大きく移動した場合等では、散乱線の分布も大きく変化する。このため、検出された被写体１の移動量がある閾値を越えたときは、後述するように再び交互照射による散乱線画像取得手順を行い、閾値を越えない場合は、散乱線の変化量は許容範囲内であると判断して同時照射手順を行う。
【００２３】今、ＩF1、ＩL1からは被写体１の動きが検出されなかったとすると、ＩF1、ＩL1はそのまま減算器１９、２９へ送られ、ここで記憶部１６、２６の散乱線画像ＳF0、ＳL0を減算する補正が行われ、補正された画像データが出力される。以後は、被写体１の移動が検出されるまで上記動作が行われる。
【００２４】次に、図２の同時照射無補正画像ＩF6、ＩL6を取得したとき、移動検出部１８、２８で被写体１の移動が検出されたとする。このとき上記補正された画像としてＩF6−ＳF0、ＩL6−ＳL0を出力する。上記出力後、再び前述した交互照射による散乱線画像取得手順を行って、記憶部１６、２６の散乱線画像をＳF1、ＳL1に更新する。
【００２５】図２において、再び交互照射が行われているときは、ＢＬF 、ＢＦL に出力すべき画像が存在しないが、前のフレームの画像をそのまま出力するか、あるいは減算器１９、２９の後段にフレーム間補間手段を設け、前後のデータから補間した画像データを作成して出力するようにしてもよい。以後、撮像が行われている間は、移動検出部１８、２８で所定の移動が検出される度に上記動作が繰り返され、記憶部１６、２６の散乱線画像が更新される。
【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態を図３と共に説明する。上記第１の実施の形態では、被写体１の移動を検出するのに、交互照射無補正画像と同時照射無補正画像との変化量から検出したが、本実施の形態では、図３のように、各スイッチ１４、１５、２４、２５を接続している。図３の構成によれば、同時照射時に得られた画像を記憶部１６、２６の散乱線画像を用いて減算器１９、２９で補正した画像と、記憶部１７、２７の交互照射による画像とを移動検出部１８、２８に送ることにより、移動を検出することができる。
【００２７】その他の移動検出方法としては、例えば、放射線画像を用いずに、ビデオカメラ等から得た可視光画像から移動を検出してもよい。また、加速度センサや静電容量検出器等の被写体に接触又は非接触の移動検出手段を設けてもよい。さらに、被写体を乗せる撮影テーブルに加速度センサやポテンショメータ等の移動検出手段を設けてもよい。
【００２８】尚、図１、図３の各機能ブロックによるシステムは、ハード的に構成してもよく、また、ＣＰＵやメモリ等からなるコンピュータシステムに構成してもよい。コンピュ−タシステムに構成する場合、上記メモリは本発明による記憶媒体を構成する。この記憶媒体には、前述した動作を制御するための処理手順を実行するためのプログラムが記憶される。
【００２９】また、この記憶媒体としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いてよく、これらをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィディスク、磁気媒体、磁気カード、不揮発性メモリカード等に構成して用いてよい。
【００３０】従って、この記憶媒体を図１、図３に示したシステム以外の他のシステムあるいは装置で用い、そのシステムあるいはコンピュータがこの記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、前述した各実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【００３１】また、コンピュータ上で稼働しているＯＳ等が処理の一部又は全部を行う場合、あるいは、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された拡張機能ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づいて、上記拡張機能ボードや拡張機能ユニットに備わるＣＰＵ等が処理の一部又は全部を行う場合にも、各実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、バイプレーン撮像を行う際に、交互照射により散乱線画像を得、この散乱線画像により同時照射により得られる画像を補正するように構成したことにより、従来のようなブランキング動作をなくすことができ、フレームレートの低下を防ぐことができると共に、受像部及び放射線制御部の構成を簡単にすることができ、またフロンタル、ラテラルの放射線照射タイミングを同時にして両画像間の時間的ずれをなくすことができる。
【００３３】また、被写体の移動を確実に検出することができると共に、移動が検出されたときに上記散乱線画像を更新することにより、画像の補正をより精度良く行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月２９日（１９９８．９．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０２７３
【弁理士】
【氏名又は名称】國分 孝悦
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１０２５２９（Ｐ２０００−１０２５２９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月１１日（２０００．４．１１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２７５３７８ |
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