| 【発明の名称】 |
Ｘ線源と散乱線除去グリッドの位置合わせ評価方法およびフィードバック方法、フィードバック装置、Ｘ線撮影方法及びＸ線撮影装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】ローレンス・コート
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| 【要約】 |
【課題】ハードウエアを追加する必要が無く、グリッドカセットとＸ線源間に障害物がある場合であっても位置合わせ精度を評価すること。
【解決手段】Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する位置合わせ評価方法であって、Ｘ線画像を撮影する撮影工程（Ｓ１）と、撮影したＸ線画像の所定領域毎に前記散乱Ｘ線除去グリッドのコントラストを算出する算出工程（Ｓ２）と、前記算出したコントラストのプロフィールを分析して、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせ精度を評価する評価工程（Ｓ３，Ｓ４）とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する位置合わせ評価方法であって、Ｘ線画像を撮影する撮影工程と、撮影したＸ線画像の所定領域毎に前記散乱Ｘ線除去グリッドコントラストを算出する算出工程と、前記算出したコントラストのプロフィールを分析して、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせ精度を評価する評価工程とを有することを特徴とする位置合わせ評価方法。
【請求項２】 前記評価工程では、前記プロフィールが曲線である場合、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせが垂直方向にずれていると評価することを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項３】 前記評価工程では、前記プロフィールが左右非対称である場合、水平方向にずれていると評価することを特徴とする請求項１または２に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項４】 前記評価工程では、前記プロフィールを基準値と比較することにより評価を行うことを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項５】 前記評価工程では、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のスペクトル及び前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性に応じて、異なる基準値を用いることを特徴とする請求項４に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項６】 前記基準値は、位置合わせ評価で用いられる散乱Ｘ線除去グリッドと、同じまたは同様の散乱Ｘ線除去グリッドを用いて得られる計測値に基づいた値であることを特徴とする請求項５に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項７】 前記基準値は、位置合わせ評価で用いられるＸ線スペクトルと、略同一のＸ線スペクトル状態で得られる計測値に基づいた値であることを特徴とする請求項５または６に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項８】 前記基準値は、位置合わせ評価で用いられるＸ線センサと、同じまたは同様のＸ線センサを用いて得られる計測値に基づいた値であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の位置合わせ評価方法。
【請求項９】 異なるＸ線スペクトル状態および異なる前記散乱Ｘ線除去グリッドの仕様について得られる計測値に基づいた複数の基準値を、ルックアップテーブルとして保持することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１０】 前記算出工程では、Ｘ線画像を直接用いて前記コントラストを算出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１１】 前記算出工程では、Ｘ線画像から変換された空間周波数スペクトルを用いて前記コントラストを算出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１２】 前記算出工程では、前記Ｘ線画像の対数をフーリエ変換して前記空間周波数スペクトルを得ることを特徴とする請求項１１に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１３】 前記空間周波数スペクトルは、前記Ｘ線画像の少なくとも２領域について算出されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１４】 前記コントラストを算出する所定領域は、少なくとも２領域であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１５】 前記２領域は、前記Ｘ線画像の端部及び中心部であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１６】 前記評価工程では、画像の端部及び中心部の前記コントラストの比または差に基づいて評価を行うことを特徴とする請求項１５に記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１７】 前記評価工程では、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１８】 前記評価工程により評価した位置合わせ精度を表示する表示工程を更に有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の位置合わせ評価方法。
【請求項１９】 Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価するＸ線撮影装置であって、Ｘ線画像を撮影する撮影手段と、撮影したＸ線画像の所定領域毎に前記散乱Ｘ線除去グリッドのコントラストを算出する算出手段と、前記算出したコントラストのプロフィールを分析して、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせ精度を評価する評価手段とを有することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２０】 前記評価手段は、前記プロフィールが曲線である場合、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせが垂直方向にずれていると評価することを特徴とする請求項１９に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２１】 前記評価手段は、前記プロフィールが左右非対称である場合、水平方向にずれていると評価することを特徴とする請求項１９または２０に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２２】 前記評価手段は、前記プロフィールを基準値と比較することにより評価を行うことを特徴とする請求項１９に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２３】 前記評価手段は、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のスペクトル及び前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性に応じて、異なる基準値を用いることを特徴とする請求項２２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２４】 前記基準値は、位置合わせ評価で用いられる散乱Ｘ線除去グリッドと、同じまたは同様の散乱Ｘ線除去グリッドを用いて得られる計測値に基づいた値であることを特徴とする請求項２３に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２５】 前記基準値は、位置合わせ評価で用いられるＸ線スペクトルと、略同一のＸ線スペクトル状態で得られる計測値に基づいた値であることを特徴とする請求項２３または２４に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２６】 前記基準値は、位置合わせ評価で用いられるＸ線センサと、同じまたは同様のＸ線センサを用いて得られる計測値に基づいた値であることを特徴とする請求項２３乃至２５のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
【請求項２７】 異なるＸ線スペクトル状態および異なる前記散乱Ｘ線除去グリッドの仕様について得られる計測値に基づいた複数の基準値を保持するルックアップテーブルを更に有することを特徴とする請求項２３乃至２６のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
【請求項２８】 前記算出手段は、Ｘ線画像を直接用いて前記コントラストを算出することを特徴とする請求項１９乃至２７のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
【請求項２９】 前記算出手段は、Ｘ線画像から変換された空間周波数スペクトルを用いて前記コントラストを算出することを特徴とする請求項１９乃至２８のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
【請求項３０】 前記算出手段は、前記Ｘ線画像の対数をフーリエ変換して前記空間周波数スペクトルを得ることを特徴とする請求項２９に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３１】 前記空間周波数スペクトルは、前記Ｘ線画像の少なくとも２領域について算出されることを特徴とする請求項２９または３０に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３２】 前記コントラストを算出する所定領域は、少なくとも２領域であることを特徴とする請求項１９乃至３１のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
【請求項３３】 前記２領域は、前記Ｘ線画像の端部及び中心部であることを特徴とする請求項３１または３２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３４】 前記評価手段は、画像の端部及び中心部の前記コントラストの比または差に基づいて評価を行うことを特徴とする請求項３３に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３５】 前記評価手段は、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価することを特徴とする請求項１９乃至３４のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
【請求項３６】 前記評価手段により評価した位置合わせ精度を表示する表示手段を更に有することを特徴とする請求項１９乃至３５のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
【請求項３７】 請求項１乃至１８のいずれかに記載の位置合わせ評価方法を実現するためのプログラムコードを保持する記憶媒体。
【請求項３８】 Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影装置によるＸ線撮影における前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせ精度のフィードバック方法であって、前記Ｘ線撮影装置により撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価工程と、前記評価工程での評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示工程とを有することを特徴とするフィードバック方法。
【請求項３９】 前記評価工程での評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定工程と、前記判定工程により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知工程とを更に有し、前記評価工程は、前記Ｘ線撮影装置による撮影の直後に開始されることを特徴とする請求項３８に記載のフィードバック方法。
【請求項４０】 Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影装置によるＸ線撮影方法であって、Ｘ線画像を撮影する撮影工程と、前記撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価工程と、前記評価工程での評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定工程と、前記判定工程により再撮影が必要であると判定された場合に、前記評価に基づいて前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせを調整する調整工程とを有することを特徴とするＸ線撮影方法。
【請求項４１】 前記評価工程での評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示工程と、前記判定工程により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知工程と、前記撮影工程を繰り返す工程と、前記判定工程により再撮影が必要でないと判定された場合に、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドを初期位置に戻す工程とを更に有し、前記評価工程は、前記撮影工程の直後に開始されることを特徴とする請求項４０に記載のＸ線撮影方法。
【請求項４２】 前記評価工程では、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価することを特徴とする請求項３８乃至４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】 前記表示工程では、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を表示することを特徴とする請求項３８，３９及び４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】 前記評価工程では、評価した位置合わせ精度に基づいて推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に判断し、前記表示工程では、推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に表示することを特徴とする請求項３８，３９及び４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４５】 前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性は、Ｘ線撮影を行う検査の種類に応じて判断されることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】 前記表示工程では、少なくともグラフィック画像またはテキスト画像のいずれか一方を使用して表示することを特徴とする請求項３８，３９及び４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４７】 前記表示工程では、前記撮影工程で得られたＸ線画像を更に表示することを特徴とする請求項３８，３９及び４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４８】 前記通知工程では、視覚的通知または聴覚的通知の少なくともいずれか一方により通知を行うことを特徴とする請求項３９または４１に記載の方法。
【請求項４９】 前記判定工程では、位置合わせ精度の評価値を所定レベルと比較し、所定レベル以下である場合に再撮影が必要であると判定することを特徴とする請求項３９乃至４１のいずれかに記載の方法。
【請求項５０】 前記所定レベルは、前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性に基づいて決められることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】 前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性は、グリッド密度、グリッド比、焦点距離、セプタの素材、及び鉛箔間素材の内少なくともいずれか１つを含むことを特徴する請求項４４、４５または５０に記載の方法。
【請求項５２】 前記所定レベルは、異なる前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性それぞれについて、ルックアップテーブルとして保持することを特徴とする請求項４９または５０に記載の方法。
【請求項５３】 前記調整工程は、自動的に行われることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項５４】 前記調整工程は、手動で行われることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項５５】 Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影手段によるＸ線撮影における前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせ精度のフィードバック装置であって、前記Ｘ線撮影手段により撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価手段と、前記評価手段の評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示手段とを有することを特徴とするフィードバック装置。
【請求項５６】 前記評価手段の評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定手段と、前記判定手段により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知手段とを更に有し、前記評価手段は、前記Ｘ線撮影手段による撮影直後に評価を開始することを特徴とする請求項５５に記載のフィードバック装置。
【請求項５７】 Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影装置によるＸ線撮影装置であって、Ｘ線画像を撮影する撮影手段と、前記撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価手段と、前記評価手段での評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定手段とを有することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項５８】 前記評価手段での評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示手段と、前記判定手段により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知手段と、前記判定手段により再撮影が必要でないと判定された場合に、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドを初期位置に戻す手段とを更に有し、前記評価手段は、前記撮影手段による撮影直後に評価を開始することを特徴とする請求項５７に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５９】 前記評価手段は、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価することを特徴とする請求項５５乃至５８のいずれかに記載の装置。
【請求項６０】 前記表示手段は、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を表示することを特徴とする請求項５５，５６及び５８のいずれかに記載の装置。
【請求項６１】 前記評価手段は、評価した位置合わせ精度に基づいて推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に判断し、前記表示手段は、推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に表示することを特徴とする請求項５５，５６及び５８のいずれかに記載の装置。
【請求項６２】 前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性は、Ｘ線撮影を行う検査の種類に応じて判断されることを特徴とする請求項６１に記載の装置。
【請求項６３】 前記表示手段は、少なくともグラフィック画像またはテキスト画像のいずれか一方を使用して表示することを特徴とする請求項５５，５６及び５８のいずれかに記載の装置。
【請求項６４】 前記表示手段は、前記撮影手段で得られたＸ線画像を更に表示することを特徴とする請求項５５，５６及び５８に記載の装置。
【請求項６５】 前記通知手段は、視覚的通知または聴覚的通知の少なくともいずれか一方により通知を行うことを特徴とする請求項５６または５８に記載の装置。
【請求項６６】 前記判定手段は、位置合わせ精度の評価値を所定レベルと比較し、所定レベル以下である場合に再撮影が必要であると判定することを特徴とする請求項５６乃至５８のいずれかに記載の装置。
【請求項６７】 前記所定レベルは、前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性に基づいて決められることを特徴とする請求項６６のに記載の装置。
【請求項６８】 前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性は、グリッド密度、グリッド比、焦点距離、セプタの素材、及び鉛箔間素材の内少なくともいずれか１つを含むことを特徴する請求項６１、６２または６７に記載の装置。
【請求項６９】 異なる前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性それぞれについて複数の所定レベルを保持するルックアップテーブルを更に有することを特徴とする請求項６６または６７に記載の装置。
【請求項７０】 前記判定手段により再撮影が必要であると判定された場合に、前記評価に基づいて自動的に前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせを調整する調整手段を更に有することを特徴とする請求項５７に記載の装置。
【請求項７１】 請求項３８乃至５４のいずれかに記載の方法を実現するためのプログラムコードを保持する記憶媒体。
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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、Ｘ線撮影装置におけるＸ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する位置合わせ評価方法およびフィードバック方法、フィードバック装置、Ｘ線撮影方法及びＸ線撮影装置に関し、更に詳しくは、画像上の散乱効果を削減するために散乱Ｘ線除去グリッドを用いたＸ線撮影装置におけるＸ線源と散乱線除去グリッドとの位置合わせ評価方法及びフィードバック方法、フィードバック装置、及び当該位置合わせ評価方法を利用してＸ線撮影を行うＸ線撮影方法及びＸ線撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線投影における散乱線の検出量を削減することは、従来の課題である。これは、例えば胸部Ｘ線投影では、散乱線が検出されるＸ線の３０〜５０％を占めるために、画質の低下が著しいからである。２次元Ｘ線撮影で得られる画像における散乱線の影響を削減する方法として、３つの基本的な方法がある。１つは被写体とセンサーとの間に散乱線除去グリッドを用いる方法、１つは被写体とセンサーとの間にエアギャップを用いる方法、そしてもう１つは散乱線量を理論的に見積もり、画像からその見積もった散乱線量を差し引く方法である。この内、他の２つの方法と比べて非常によく用いられる方法は、散乱線を優先的に減衰させるために、センサーと検査中の被写体との間に散乱線除去グリッドを用いる方法である。
【０００３】散乱線除去グリッドは、通常、鉛などからなる非常に多数の平たい鉛箔（セプタ）から構成され、Ｘ線源（Ｘ線管）を設置する点に焦点が合うようにセプタに傾きをつけている。被写体内で散乱しなかったＸ線（１次Ｘ線）はグリッドを通り抜けてセンサーに達する。グリッド手段がＸ線をコリメートする効果、すなわち、患者により散乱したＸ線（つまり、１次Ｘ線とは異なる範囲の角度方向へ進む）を優先的に吸収する効果のため、散乱したＸ線束の比率が大幅に減少する。しかし、アルミニウム等の中間物質素材にも減衰効果があり、またセプタの厚みを薄くするにも限界があるため、１次Ｘ線束も減少してしまう。従ってグリッドは、主要光子の伝達量の最大化と、散乱光子の伝達量の最小化との兼ね合いにより設計、選択される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】１次Ｘ線の伝達量は、セプタの焦点、すなわちグリッドの焦点にＸ線源が設置されていない場合にも、やはり大幅に減少する。このことは、ベッド脇のＸ線撮影では、最大５０％のケースにおいて３°以上の誤差をもって位置合わせされているということが報告されているように、携帯型Ｘ線撮影装置で散乱線除去グリッドを使用する場合に重要な問題となる。通常、位置合わせは、技術者の技量に委ねられており、初期の位置合わせの支援も、得られた画像に基づく位置合わせの精度に対する迅速なフィードバックもなされていない。かろうじて行われているフィードバックは、画像が現像され確認されて、再撮影がリクエストされることぐらいである。このＸ線撮影の一連の手順を図２１のフローチャートを参照して説明する。
【０００５】まず患者にあわせてＸ線装置を設定し（ステップＳ１０）、Ｘ線撮影を行った後（ステップＳ１１）、Ｘ線装置を元の位置に戻し（ステップＳ１２）、撮影したＸ線画像を現像・評価する（ステップＳ１３）。そして評価の結果、再撮影が必要無ければ（ステップＳ１４でＮＯ）そのまま処理を終了となるが、再撮影が必要な場合は（ステップＳ１４でＹＥＳ）ステップＳ１０に戻り、Ｘ線装置の設定からＸ線撮影をやり直す。
【０００６】ステップＳ１３で行われるＸ線画像の現像及び評価には時間がかかるため、再撮影は、最初の撮像を行ってしばらくしてからリクエストされることになる。再撮影がリクエストされた場合には、患者を探し出して呼び戻したり、Ｘ線装置の移動や設定など、再撮影のための手配をしなければならず、時間が無駄になっていた。また、このようにして再撮影を行ったとしても、同じまたは同様の位置合わせの失敗を防ぐシステムは皆無に等しい。従って、技術者が経験に基づいて位置合わせ技術を習得することは難しかった。
【０００７】このように、グリッドセンサーとＸ線源が固定されていない携帯Ｘ線撮影装置において位置合わせは重要な問題であるが、各構成要素を固定配置するシステムを設置する場合においてもまた、位置合わせに対する適切な評価が必要である。
【０００８】これまでに位置合わせを支援するいくつかの方法が提案されているが、そのうちのいくつかはシステムの設置目的または定期的な品質チェックにのみ適したものである。Ｘ線源及びセンサーグリッドの位置合わせを評価するためのこれらの方法は、可視光線またはＸ線を用いて行われるか、機械的な連結装置によりなされるものである。典型的な光学システムとしては、メインＸ線ビームに対して水平な光線ビームを照射するレーザーを、Ｘ線源に取り付けたものがある。また、メインＸ線センサーに取り付けたセンサーによりレーザービームを検知することで、所定角度内になるように入射角を推定したり、判定したりする構成が開示されている。また、別の構成では、光学反射構成が恒久的または一時的にグリッドカセットに固定されており、その光学反射構成に入射スポット光を入射させると、反射されたスポット光が正しい位置合わせを示す。なお、上記方法は携帯Ｘ線撮影装置で使用する場合について説明されているが、Ｘ線源（Ｘ線管）−Ｘ線検知構成が固定しているシステムを設置する際にも、同様のシステムを使用することが可能である。
【０００９】しかし、光学画像を利用したシステムでは、２つの大きな問題がある。１つはそれぞれのＸ線源などに取り付けたレーザーと、グリッドセンサーに取り付けた装置などの追加装置が必要となることである。２つ目は、センサー取り付け位置とレーザー間に障害物があってはならず、センサーを患者の後ろに設置する場合に困難であるということである。センサーとレーザーの間に障害物が存在すると、位置合わせの評価を行うことができなくなる。距離及び角度の正しい位置合わせを確実に行うためにカセットとＸ線源との間に物理的な接続手段を用いたシステムにおいても、上記と同様の欠点が認められている。
【００１０】また、Ｘ線を用いる方法もある。これは、Ｘ線源とグリッドカセット間の位置合わせを評価するためにＸ線画像を分析する方法である。そのような方法の一つとして、グリッドカセットとＸ線源間に物体が存在しない状態で撮影したＸ線画像のプロフィールを用いた方法が提案されている。Ｘ線源とセンサー間の距離の評価は、画像中心部の平均画素値と、画像端部の平均画素値とを比較することによりなされる。角度合わせの状態は画像のプロフィールの形状から評価することができる。このような方法では、ハードウエアを追加する必要がないという利点があるが、固定配置システムの設置及び品質チェックにおいては有効であるものの、Ｘ線源とカセットの間を遮る物体が存在するときにｈ適さないという問題がある。
【００１１】しかし、光学的な方法に基づく位置合わせ支援器具または機械的付加構成は、特に、位置合わせが最も困難であるような場合（例えば、患者が大きい場合）に応用があまり効かない。
【００１２】本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ハードウエアを追加する必要が無く、グリッドカセットとＸ線源間に障害物がある場合であっても位置合わせ精度を評価することができる方法を提供することを第１の目的とする。
【００１３】また、評価結果に基づいてシステムの位置合わせのための情報を提供することを第２の目的とする。
【００１４】また、ユーザーにシステムの配設状態に関する評価を即座にレポートし、再撮影の必要を迅速に警告することを第３の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する本発明の位置合わせ評価方法は、Ｘ線画像を撮影する撮影工程と、撮影したＸ線画像の所定領域毎に前記散乱Ｘ線除去グリッドのコントラストを算出する算出工程と、前記算出した差のプロフィールを分析して、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせ精度を評価する評価工程とを有する。
【００１６】また、Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線画像を撮影する撮影手段と、撮影したＸ線画像の所定領域毎に前記散乱Ｘ線除去グリッドのコントラストを算出する算出手段と、前記算出した差のプロフィールを分析して、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせ精度を評価する評価手段とを有する。
【００１７】本発明の好適な一様態によれば、前記評価工程では、前記プロフィールが曲線である場合、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせが垂直方向にずれていると評価し、前記評価手段は、前記プロフィールが曲線である場合、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッド間の位置合わせが垂直方向にずれていると評価する。
【００１８】更に、本発明の好適な一様態によれば、前記評価工程では、前記プロフィールが左右非対称である場合、水平方向にずれていると評価し、前記評価手段は、前記プロフィールが左右非対称である場合、水平方向にずれていると評価する。
【００１９】また、本発明の好適な一様態によれば、前記評価工程では、前記プロフィールを基準値と比較することにより評価を行い、前記評価手段は、前記プロフィールを基準値と比較することにより評価を行う。
【００２０】また、前記評価工程では、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のスペクトル及び前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性に応じて、異なる基準値を用い、前記評価手段は、前記Ｘ線源から照射されるＸ線のスペクトル及び前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性に応じて、異なる基準値を用いる。
【００２１】本発明の好適な一様態によれば、前記基準値は、位置合わせ評価で用いられる散乱Ｘ線除去グリッドと、同じまたは同様の散乱Ｘ線除去グリッドを用いて得られる計測値に基づいた値である。
【００２２】また、本発明の好適な一様態によれば、前記基準値は、位置合わせ評価で用いられるＸ線スペクトルと、略同一のＸ線スペクトル状態で得られる計測値に基づいた値である。
【００２３】また、本発明の好適な一様態によれば、前記基準値は、位置合わせ評価で用いられるＸ線センサと、同じまたは同様のＸ線センサを用いて得られる計測値に基づいた値である。
【００２４】好ましくは、異なるＸ線スペクトル状態および異なる前記散乱Ｘ線除去グリッドの仕様について得られる計測値に基づいた複数の基準値を、ルックアップテーブルとして保持する。
【００２５】また、本発明の好適な一様態によれば、前記算出工程では、Ｘ線画像を直接用いて前記コントラストを算出し、前記算出手段は、Ｘ線画像を直接用いて前記コントラストを算出する。
【００２６】また、本発明の好適な別の一様態によれば、前記算出工程では、Ｘ線画像から変換された空間周波数スペクトルを用いて前記コントラストを算出し、前記算出手段は、Ｘ線画像から変換された空間周波数スペクトルを用いて前記コントラストを算出する。
【００２７】好ましくは、前記算出工程では、前記Ｘ線画像の対数をフーリエ変換して前記空間周波数スペクトルを得、前記算出手段は、前記Ｘ線画像の対数をフーリエ変換して前記空間周波数スペクトルを得る。
【００２８】また、本発明の好適な一様態によれば、前記空間周波数スペクトルは、前記Ｘ線画像の少なくとも２領域について算出される。
【００２９】また、本発明の好適な一様態によれば、前記コントラストを算出する所定領域は、少なくとも２領域であり、好ましくは前記２領域は、前記Ｘ線画像の端部及び中心部である。
【００３０】また、本発明の好適な一様態によれば、前記評価工程では、画像の端部及び中心部の前記コントラストの比または差に基づいて評価を行い、前記評価手段は、画像の端部及び中心部の前記コントラストの比または差に基づいて評価を行う。
【００３１】また、本発明の好適な一様態によれば 前記評価工程では、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価し、前記評価手段は、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価する。
【００３２】また、上記第２の目的を達成するために、前記位置合わせ評価方法は前記評価工程により評価した位置合わせ精度を表示する表示工程を更に有し前記Ｘ線撮影装置は、前記評価手段により評価した位置合わせ精度を表示する表示手段を更に有する。
【００３３】さらに、上記第３の目的を達成するために、Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影装置によるＸ線撮影における前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせ精度のフィードバック方法は、前記Ｘ線撮影装置により撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価工程と、前記評価工程での評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示工程とを有する。
【００３４】更に、Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影手段によるＸ線撮影における前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせ精度のフィードバック装置は、前記Ｘ線撮影手段により撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価手段と、前記評価手段の評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示手段とを有する。
【００３５】好ましくは、前記フィードバック方法は前記評価工程での評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定工程と、前記判定工程により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知工程とを更に有し、前記評価工程は、前記Ｘ線撮影装置による撮影の直後に開始され、また、前記フィードバック装置は、前記評価手段の評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定手段と、前記判定手段により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知手段とを更に有し、前記評価手段は、前記Ｘ線撮影手段による撮影直後に評価を開始する。
【００３６】また、Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影装置によるＸ線撮影方法は、Ｘ線画像を撮影する撮影工程と、前記撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価工程と、前記評価工程での評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定工程と、前記判定工程により再撮影が必要であると判定された場合に、前記評価に基づいて前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせを調整する調整工程とを有する。
【００３７】また、Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとを有するＸ線撮影装置によるＸ線撮影装置は、Ｘ線画像を撮影する撮影手段と、前記撮影したＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドとの位置合わせ精度を評価する評価手段と、前記評価手段での評価に基づいて再撮影が必要か否かを判定する判定手段とを有する。
【００３８】好ましくは、前記Ｘ線撮影方法は前記評価工程での評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示工程と、前記判定工程により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知工程と、前記撮影工程を繰り返す工程と、前記判定工程により再撮影が必要でないと判定された場合に、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドを初期位置に戻す工程とを更に有し、前記評価工程は、前記撮影工程の直後に開始され、また、前記Ｘ線撮影装置は、前記評価手段での評価に基づいて位置合わせ精度を表示する表示手段と、前記判定手段により再撮影が必要であると判定された場合に、その旨を通知する通知手段と、前記判定手段により再撮影が必要でないと判定された場合に、前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドを初期位置に戻す手段とを更に有し、前記評価手段は、前記撮影手段による撮影直後に評価を開始する。
【００３９】本発明の好適な一様態によれば、前記評価工程では、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価し、前記評価手段は、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を評価する。
【００４０】更に、本発明の好適な一様態によれば、前記表示工程では、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を表示し、前記表示手段は、位置合わせ誤差の方向と、位置合わせの誤差の度合いの少なくともいずれか一方を表示する。
【００４１】また、本発明の好適な一様態によれば、前記評価工程では、評価した位置合わせ精度に基づいて推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に判断し、前記表示工程では、推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に表示し、また前記評価手段は、評価した位置合わせ精度に基づいて推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に判断し、前記表示手段は、推奨する散乱Ｘ線除去グリッドの特性を更に表示する。
【００４２】好ましくは前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性は、Ｘ線撮影を行う検査の種類に応じて判断される。
【００４３】好ましくは、前記表示工程では、少なくともグラフィック画像またはテキスト画像のいずれか一方を使用して表示し、前記表示手段は、少なくともグラフィック画像またはテキスト画像のいずれか一方を使用して表示する。
【００４４】更に好ましくは、前記表示工程では、前記撮影工程で得られたＸ線画像を更に表示し、前記表示手段は、前記撮影手段で得られたＸ線画像を更に表示する。
【００４５】また、本発明の好適な一様態によれば、前記通知工程では、視覚的通知または聴覚的通知の少なくともいずれか一方により通知を行い、前記通知手段は、視覚的通知または聴覚的通知の少なくともいずれか一方により通知を行う。
【００４６】また、本発明の好適な一様態によれば、前記判定工程では、位置合わせ精度の評価値を所定レベルと比較し、所定レベル以下である場合に再撮影が必要であると判定し、前記判定手段は、位置合わせ精度の評価値を所定レベルと比較し、所定レベル以下である場合に再撮影が必要であると判定する。
【００４７】好ましくは、前記所定レベルは、前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性に基づいて決められる。また、好ましくは、前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性は、グリッド密度、グリッド比、焦点距離、セプタの素材、及び鉛箔間素材の内少なくともいずれか１つを含む。
【００４８】更に好ましくは、前記所定レベルは、異なる前記散乱Ｘ線除去グリッドの特性それぞれについて、ルックアップテーブルとして保持する。
【００４９】また、本発明の好適な一様態によれば、前記調整工程は、自動的に行われる。
【００５０】また、本発明の好適な別の一様態によれば、前記調整工程は、手動で行われる。
【００５１】また、本発明の好適な一様態によれば、前記Ｘ線撮影装置は前記判定手段により再撮影が必要であると判定された場合に、前記評価に基づいて自動的に前記Ｘ線源と散乱Ｘ線除去グリッドの位置合わせを調整する調整手段を更に有する。
【００５２】上記構成によれば、再撮影を行う場合に最初から設定を繰り返さなければならない従来のシステムと比べて、時間を節約することができるとともに、より精度の高い位置設定で再撮影を行うことができる。また、技術者が経験的に技術を取得する手助けとなる。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００５４】（第１の実施形態）本発明の第１の実施形態においては、Ｘ線画像の分析による、Ｘ線源５とグリッド９の位置合わせ評価方法について説明する。本第１の実施の形態における装置は通常Ｘ線画像を取得するために用いられ、図２及び図３に示すように、Ｘ線源５と、あらかじめ設定された焦点距離を有する散乱Ｘ線除去グリッド９と、２次元Ｘ線センサー１０とを有する。また、８は被写体である。
【００５５】本発明の第１の実施形態における評価方法では、被写体８をＸ線源５と散乱Ｘ線除去グリッド９との間に配置しても良い。また、２次元Ｘ線センサー１０として、例えば、蛍光スクリーンを有するアモルファスシリコンフラットパネルセンサーなどのデジタルＸ線検知器が用いられるが、フィルムスクリーンやその他のセンサーを用いることも可能である。
【００５６】本発明における評価方法では、グリッド９のＸ線画像の分析結果に基づいて評価を行う。Ｘ線画像は、まず、グリッドセプタ１２の方向に垂直な方向について、所定領域ごとに最大透過率と最小透過率の差を計算するために用いられる。以下、この最大−最小透過率の差を「グリッドコントラスト」と呼ぶ。このグリッドコントラストは画像のそれぞれの位置で異なり、グリッド９の特性、Ｘ線源５から照射されるＸ線のスペクトルの状態、Ｘ線源５とグリッド９との位置合わせ状態により特徴がある。以下、この位置合わせ状態による特徴について、図２及び図３を参照して以下に説明をする。
【００５７】図２及び図３は、Ｘ線源５と散乱Ｘ線除去グリッド９の配置状態が、異なる方向、すなわち水平及び垂直方向にずれている場合をそれぞれ説明する図である。図２及び図３において、６はグリッド９の焦点である。
【００５８】検知器とグリッドの種類の組み合わせにより差異はあるが、適切に位置合わせされた状態では、グリッドコントラストは画像全体に亘って一定またはほぼ一定である。これに対して、図３の１１が示すように、グリッド９の平面に対して垂直な方向について、Ｘ線源５とグリッド９間の距離がグリッド９の焦点距離と異なる場合には、グリッドコントラストは画像の端に行くに従って、異なるものとなる。また、図２の７が示すように、Ｘ線源５がグリッド９の焦点面にあり、垂直方向のグリッド９までの距離が適切であったとしても、グリッド９の焦点から外れている場合には、画像全体のグリッドコントラストはやはり一定にならない。
【００５９】このようにグリッドコントラストの形状と値は、位置合わせの状態を示す。従って、計測されたグリッドコントラストを標準値と比較し、画像全体のグリッドコントラストの形状を評価することにより、水平及び垂直方向の２方向についての位置合わせ精度を計測することができる。すなわち、本第１の実施形態における評価方法は、グリッドコントラストがシステムの位置合わせの状態に依存することに基づくものである。
【００６０】グリッドコントラストがシステムの位置合わせの状態に依存する理由を、図４を参照して詳細に説明する。グリッド９は複数のセプタ１２により構成され、１次Ｘ線（被写体８により散乱しないＸ線）がグリッド９を最もよく通過するために、Ｘ線源５を設置すべき点（すなわち、図２及び図３の焦点６）に向けてそれぞれ角度を付けて取り付けられている。完全に位置合わせされた状態では、この１次Ｘ線の入射角はグリッド９のセプタ１２の角度と同じとなる。図４（ａ）は、適切に位置合わせされた場合の、１次Ｘ線の入射状態、アナログのプロフィール、画素配列、及び当該画素配列で得られるデジタルプロフィールを示す。プロフィールは、画像の端部に近づくに従って入射角が狭くなるため、それに伴うＸ線入射強度の低下による多少の差が生じるものの、画像全体に亘ってほぼ一定である。
【００６１】これに対し、図４（ｂ）に示すように、Ｘ線源５がグリッド９の焦点６に設置されていない場合には、１次Ｘ線のグリッド９に対する入射角はセプタ１２の傾斜角と異なり、これが画像プロフィールの形状の変化となって現れる。この形状の変化は、位置合わせ誤差やグリッドの形状などによって異なる。
【００６２】例えば、図３に示すように垂直方向に誤差１１がある場合は、画像の中心部におけるＸ線の入射角は変わらず、計測された画像中心部のグリッドコントラストは適切に位置合わせがなされた場合と同じとなる。しかし、Ｘ線の入射角とセプタ１２の傾斜角との差は画像の中心（グリッド９の中心）から離れるにつれて拡大し、グリッドコントラストのプロフィールにそれを示す変化が現れる。この影響は対称であり、グリッド９を中心とするそれぞれ反対の方向に同様の変移が現れることになる。
【００６３】また、図２に示すように水平方向に誤差７がある場合、その影響は中心に対して対称にはならず、Ｘ線の入射角とセプタ１２の傾斜角の差はグリッドコントラストがすべての位置について異なるといったプロフィールとして現れる。すなわち、水平方向に誤差がある場合のプロフィールは、適切に位置合わせされた状態のものとも、垂直方向に誤差がある場合のものとも全く異なったものとなる。
【００６４】次に、上記特徴を利用した本発明の第１の実施形態における評価方法の手順について説明する。
【００６５】図１は、本発明の第１の実施形態におけるＸ線画像分析による評価方法の手順を示すフローチャートである。
【００６６】まずステップＳ１において、センサー１０によりＸ線画像を撮影する。撮影を行うに時にはＸ線源（Ｘ線管）にかける適切な電圧を選択し、その電圧でＸ線画像を撮影する。例えば、肺の検診であれば、チューブ電圧１００ｋＶｐで行うとよい。なお、センサー１０がフィルムスクリーンシステムであれば、フィルムはデジタル化されなければならない。
【００６７】次にステップＳ２において、撮影したＸ線画像のグリッドコントラストを作成する。ここでは、グリッド９を透過するＸ線量の変化を示すプロフィールを、センサー１０により撮影した画像全体に亘ってグリッドセプタ１２の方向に垂直な方向に作成する。ここでは上述の通りグリッドコントラストのプロフィールを作成するが、まずグリッドコントラスト作成の概念を説明する。
【００６８】グリッドコントラストを作成する画像のある一方向における画素の位置をｘとした場合、Ｉ（ｘ）をセンサー１０におけるある画素ｘで受光するＸ線束、Ｂ（ｘ）を画素ｘに対応するグリッドより上（Ｘ線源側）の位置でのＸ線束、Ｇ（ｘ）を画素ｘに対応するグリッド９の透過率とすると、Ｉ（ｘ）＝Ｂ（ｘ）Ｇ（ｘ）と表すことができる。これを利用して、画像プロフィールのセンサー１０の所定画素数領域毎にＧ（ｘ）のコントラストを求める。これを「グリッドコントラスト」と呼ぶことにする。グリッドコントラストは、ここでは所定画素数毎のＧ（ｘ）の最大値と最小値との差とするが、必ずしもこれに限らない。
【００６９】完全に位置合わせされた状態では、Ｇ（ｘ）の最小値は、セプタ１２（通常、鉛）によりＸ線が遮られる領域を含む画素から得られる値に対応し、Ｇ（ｘ）の最大値は、グリッド９におけるセプタ１２間の空間１３（通常、アルミニウム）を透過するＸ線のみを受光する画素から得られる値に対応する。これに対し、例えば図３に示すように垂直方向にずれている場合、グリッド９の端部では図４（ｂ）に示すように、セプタ１２によりＸ線が遮られる領域が広くなるため、ある画素ｘに進入するＸ線量が小さくなるために、画素ｘから得られる値は低くなる。従って、Ｇ（ｘ）の最小値は、完全に位置合わせされた状態の場合よりも低くなる。更に、セプタ１２の傾斜角及びＸ線の入射角によっては、空間１３のみを通過するＸ線も存在しなくなる場合もあり、その場合はＧ（ｘ）の最大値は低くなる。このように、完全に位置合わせがなされている場合、グリッドコントラストはほぼ一定となるが、位置合わせが不適切である場合、グリッドコントラストが変化する。
【００７０】具体的には、直接空間分析法（すなわち、画像そのものを使用した方法）と空間周波数分析法のいずれかの方法を用いて、グリッドコントラストを作成する。まず、直接空間分析法から説明をする。
【００７１】グリッドコントラストのパターンに影響されない程度に十分に大きく、且つ、検知されたＸ線フィールドの１方向に亘る信号の空間的なばらつきが、Ｘ線源５により作り出されるＸ線フィールドの空間的なばらつき（例えば、ヒール効果）に起因したものとなる程に、また、Ｘ線源５とグリッド９間に存在する被写体８に起因する光束のばらつきは、作成されたプロフィールに影響を与えない程に十分に小さい所定領域（所定画素数）毎に平均画素値（移動平均）を算出し、それぞれの画素値をその画素を含む所定領域の平均画素値で除すことにより、グリッド透過画像（正規化画像）を得ることができる。これは最も単純な方法であり、Ｘ線源５と散乱Ｘ線除去グリッド９との間に被写体８が存在しない場合により適している。
【００７２】図５に、１００μｍの画素、６０ライン／ｃｍのセンサーを使用したシュミレーションで得られるプロフィールの例を示す。このようなグラフに基づいて所定領域毎に最大値−最小値を算出することにより、グリッドコントラストをグリッドセプタ１２の方向に対して垂直な方向について画像全体に亘って算出する。本発明の方法の一例として、１ｍｍ毎に算出する。また、画像中心部及び端部のみについて算出してもよい。
【００７３】また、局所的な画像の画素値に多項式関数式または他の関係式を当てはめることにより得られる値で、それぞれの画素値を除することにより、コントラスト画像を生成してもよい。この場合詳細には、上記関係式は除算の結果が当該部分のグリッドコントラストを示し、また、ヒール効果、被写体の存在など上述の因子とはできる限り無関係であるような式であるとよい。
【００７４】また、上記除算を画素毎に行ってから複数行（グリッドセプタ１２の方向に水平な方向）に亘って平均すること、または、プロフィールを計算する前に元の画像をまず複数行に亘って平均することにより、Ｓ／Ｎ比の高いプロフィールを得ることができる。この場合、平均する行の数は、Ｓ／Ｎ比の向上と、グリッド９の設置における角度誤差の影響の拡大との兼ね合いにより決められる。なお、以下に説明する空間周波数分析法においても、同様のことが言える。
【００７５】次に、空間周波数分析法について説明する。この方法の一例としては、画像の対数を例えばフーリエ変換法を利用して変換する。
【００７６】グリッドにあたるＸ線プロフィールをＢ（ｘ）、グリッドの透過率をＧ（ｘ）にすれば、画像プロフィールはＩ（ｘ）＝Ｂ（ｘ）Ｇ（ｘ）で与えられるので、画像の対数はｌｏｇ（Ｉ（ｘ））＝ｌｏｇ（Ｂ（ｘ））＋ｌｏｇ（Ｇ（ｘ））
【００７７】で与えられる。従って、散乱Ｘ線除去グリッド９の透過率の変化に対する空間周波数スペクトルにおけるピークの周波数は、バックグラウンドが無い、またはバックグラウンドが小さい周波数にあれば、散乱Ｘ線除去グリッド９の透過率の変化に対する空間周波数スペクトルにおけるピークとバックグラウンドとの区別ができて、ピークの高さをグリッドの透過率の測定値として用いることができる。その高さは上記のグリッドコントラストに比例するから、グリッドコントラストとして利用できる。これを示したものが図８である。周波数スペクトルは、画像プロフィール中の様々な領域について算出される。一例では、１２８画素幅領域（つまり、１００μｍの画素では、１２．８ｍｍ領域）を使用して、スペクトル及び分析を１ｍｍ毎に評価する。しかし、そのような細密な分析は通常必要無く、粗い間隔でよい。また、画像のどちらか一端と、中央部分について分析を行うだけでもよく、計算速度が重要である場合に有効である。
【００７８】上記の方法で得られたプロフィールの一例を図７及び図８に示す。図７及び図８に示すプロフィールは、１００μｍ画素の検知器（検知器の解像度は画素構成により決まる）及び６０ライン／ｃｍの散乱Ｘ線除去グリッドを用いた場合の例であり、画像の中心から±５ｃｍ間のプロフィールの例を示す。なお、図７及び図８のｙ軸はグリッドコントラストを示し、上に行くほど高い値となる。また、図７及び図８に示す結果は説明のためのものであり、グリッドコントラストの変化に基づく位置合わせの分析は、他の仕様の検知器にも応用することができることは言うまでもない。
【００７９】次に、ステップＳ３及びＳ４で、検知されたグリッドコントラストを分析し、Ｘ線源５とグリッド９との位置合わせを評価する。Ｘ線源５とグリッド９とが適切に位置合わせされた状態では、厳密にはグリッドコントラストのプロフィールはグリッドのデザイン及びＸ線のスペクトルに依存するものの、図７及び図８の直線５０１及び６０１が示すように画像全体に亘って一定または一定に近くなる。
【００８０】これに対し、Ｘ線源５とグリッド９の距離が図３に示すようにグリッドの焦点距離よりも長いまたは短い場合、グリッドコントラストは図７に示すようなＵ字型の曲線５０２となる。この形が直線に近づくほど、Ｘ線源５とグリッド９間の距離と、グリッド９の焦点距離がより適切に合っていることになる。
【００８１】従ってステップＳ３では、得られたグリッドコントラストのカーブの具合を評価する。
【００８２】また、Ｘ線源５とグリッド９の位置が垂直方向に正しく合わせられていたとしても、図２に示すように水平方向の位置合わせが適切でない場合には、図８の６０２及び６０３が示すようにグリッドコントラストの値は上昇する。この場合、コントラストレベルの変化を水平方向の位置合わせ誤差を示すために利用することができる。あるＸ線スペクトルにおいて算出した理想コントラスト値と、実際のコントラスト値との差が大きいほど、水平方向の位置合わせがより不適切である訳である。誤差の方向（つまり、右または左で、ｘ方向の＋方向、−方向と表現することができる）は、非常に不適切な水平方向の位置合わせに関する図８のライン６０３が示すようなプロフィールの非対称性から評価することができる。すなわち、一般的に、コントラストプロフィールのグリッド中心に関していずれかの側の非対称性が少なくなるほど、水平方向の位置合わせがより不適切になる。このように、予め計測したプロフィールと比較することにより、位置合わせの不適切さが右方向の誤差によるものか、左方向の誤差によるものか（すなわち、＋方向か、ー方向か）を評価することができる。
【００８３】このように、ステップＳ４では、コントラストプロフィールを予め計測したプロフィール（標準プロフィール）と比較することにより、位置合わせの評価を行う。
【００８４】なお、デジタルシステムでは、計測されたＧ（ｘ）はサンプリング効果による影響を受ける。上記議論は、グリッド９による透過の変動が認められるほどには画素サイズが小さくない場合に、計測値Ｇ（ｘ）について言えることである。
【００８５】以上説明しいたように第１の実施形態によれば、ハードウエアを追加せずに、グリッドカセットとＸ線源間に障害物がある場合であっても位置合わせ精度を評価することができる。
【００８６】なお、上記第１の実施形態で説明した評価法は、設置済みのＸ線源とグリッドの位置合わせ精度を評価するために利用することもできる。この評価は、様々な方法で行うことが可能である。一例では、２つの位置合わせ評価値を算出する。一方の評価値は画像の一端部及び画像の中央部において算出されたグリッドコントラストの差または比であり、これはＸ線源５とグリッド９カセット間の垂直方向の距離の正確さについての評価値、または垂直方向の位置合わせの評価値を表し、差がゼロまたは比が１の時、同方向における完璧な位置合わせ状態であることを示す。もう一方の評価値は標準プロフィールとの比較などにより得られるもので、等級の算出も具体的な距離の算出も可能である。
【００８７】また、上記説明した方法と共に使用可能な別の例では、算出されたグリッドコントラスト値と、適切に位置合わせがなされた状態かつ同じスペクトル条件における同じグリッド９に対する名目値との差または比を、Ｘ線源５とグリッド９カセット間の水平方向の距離の正確さについての評価値、または水平方向の位置合わせの評価値として利用され、差がゼロまたは比が１の時、同方向における完璧な位置合わせ状態であることを示す。この方法はグリッド９の画像の中心部で有効な方法である。センサとグリッドの組み合わせによっては、グリッドコントラストプロフィールの形状を使用することもできる。
【００８８】なお、上記第１の実施形態は本発明を具体的に説明するためのものであり、例えば、グリッドコントラストにおける変化はＸ線システム（センサを含む）及びグリッドのデザインに依存する。従って、異なるシステムによって異なる変化をすることになる。
【００８９】（第２の実施形態）本第２の実施形態では、Ｘ線撮影システムの位置合わせの状態をユーザーに通知するためのユーザーインターフェースを提供する。このユーザーインターフェースは、Ｘ線画像を用いたシステムの位置合わせの分析に基づいて、ユーザーにどのようにすれば位置合わせを向上させることができるか、また、再撮影が必要であるかどうかについての指示を行う。
【００９０】図９は、本第２の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成を示す図である。図９において、３１はＸ線源であるＸ線管、３２はＸ線管３２から発せられる広幅Ｘ線ビーム、３３は被写体であり、この場合は患者、３４は散乱線除去グリッド、３５は２次元Ｘ線検知器、３６は画像キャプチャ回路、３７は前処理回路、３８はＣＰＵ、３９はメインメモリ、４０はオペレーションパネル、４１はディスプレイである。
【００９１】上記構成において、患者３３はＸ線管３２から発せられる広幅Ｘ線ビーム３２により照射される。患者３３及び散乱線除去グリッド３４を通過したＸ線は２次元Ｘ線検知器３５に入射し、電気的な２次元Ｘ線画像を形成する。検知器３５から得られる画像信号は、画像キャプチャ回路３６を介して、前処理回路３７に渡されてオフセット補正やゲイン補正などの前処理が施される。その後、処理された画像はＣＰＵ３８の制御の下、メインメモリ３９に格納される。本第２の実施形態で説明される以下の処理は、すべてメインメモリ３９に格納された画像を用いて行われる。ユーザーによる制御はオペレーションパネル４０を介して行われ、ユーザーへの視覚的なフィードバックはディスプレイ４１を介してなされる。
【００９２】上記構成を有するＸ線撮影システムによるＸ線撮影の一連の手順を図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００９３】まず患者にあわせてＸ線装置を設定し（ステップＳ１０）、Ｘ線撮影を行った後（ステップＳ１１）、すぐにＸ線管３１と、散乱Ｘ線除去グリッド３４の位置合わせ評価を自動的に行う（ステップＳ１５）。その結果、Ｘ線管３１と、散乱Ｘ線除去グリッド３４の位置合わせが適切であると判断されると（ステップＳ１６でＮＯ）、その段階でＸ線装置を元の位置に戻し（ステップＳ１７）、処理を終了する。しかし、位置合わせが不十分であったために再撮影が必要であると判断された場合は、駆動部４２によりＸ線管の位置を調整した後（ステップＳ１８）、ステップＳ１１に戻って再度撮影を行う。なお、位置合わせが不適切である場合の例としては、上記第１の実施形態で図２及び図３を参照して説明したものがある。
【００９４】次に、図１０のステップＳ１５で位置合わせ評価を行った後、ステップＳ１６における判断を含む更に詳細な動作を図１１を参照して説明する。
【００９５】図１０のステップＳ１５において、システムの位置合わせの自動評価が行われるが、この評価はＸ線画像の撮影により開始され、Ｘ線画像そのものの分析に基づいている。具体的な分析方法のいくつかの例を以下に示す。
【００９６】（ａ） 画像全体に亘るグリッドコントラストのばらつきを分析する方法。
【００９７】（ｂ） 通常のグリッドに取り付けた追加物のＸ線影の位置及び形を分析する方法。Ｘ線源の位置を算出することができる。
【００９８】（ｃ） センサーとＸ線源間に障害物が何もない画像領域について、平均グレースケールの変動を分析する方法。
【００９９】評価が済むと図１１のステップＳ２１で評価を等級に分ける計算をし、それをユーザーに対して表示する。これは、基本的に、図１０のステップＳ１５で得た結果を、例えば「１」から「５」等のユーザーフレンドリーな等級に変換したものである。ここで「５」は、位置合わせが完全である場合を示し、「１」は位置合わせが非常に不適切である場合を示す。ステップＳ１５で使用される方法に応じて、以下の２つの等級を使用することができる。
【０１００】（ａ） 垂直移動に比例する等級【０１０１】（ｂ） 水平移動に比例する等級【０１０２】ステップＳ２１で評価を等級に分けずに、Ｘ線源の移動すべき距離と方向とをユーザーに対して表示することも可能である。
【０１０３】再撮影で必要となる垂直移動と水平移動の重要度は異なるため、それぞれのスケールの比例定数は異なる。なお、標準プロフィールと比較などを行うことにより、等級の算出も具体的な距離の算出も可能である。垂直及び／または水平方向の位置合わせに用いられるインターフェースの一例を図１２に示す。図１２において、ー１０〜＋１０はマイナスであればマイナス方向（例えば、左であっても下であっても良い）に、プラスであればプラス方向（例えば、右であっても上であっても良い）にＸ線管３１を動かす距離を示す。図１２に示す例では、矢印は約＋２．５ｃｍを指し示しているので、Ｘ線源３１を右または上方向に約２．５ｃｍ動かすことにより適切な位置合わせ精度となることを示している。
【０１０４】ステップＳ２２では、ステップＳ１５で得られた結果と、図１３に一例を示すようなルックアップテーブルとを用い、この位置合わせで許容されるグリッド特性（グリッド比、グリッド密度）の範囲を、任意の段階表示を用いてユーザーに知らせる。このステップでは、散乱Ｘ線の予測レベルに基づいてグリッドの選択が行われ、またそのレベルが検査の種類（例えば撮影部位（胸部等）、撮影体位（正面／側面等）、Ｘ線発生条件（管電圧等）等）に依存するために、どういった種類の検査を行うかが必要となる。
【０１０５】図１３のルックアップテーブルは、システムの位置合わせが、ある状態の場合に、許容範囲の画像を得るための最大グリッド比（グリッドセプタ幅のセプタ高に対する比率）を示す。なお、その他のグリッド仕様を示してもよい。このようなルックアップテーブルの列数及び行数は、Ｘ線システム、センサー、及び使用するグリッドの種類数によって変化する。
【０１０６】ユーザーに位置合わせ精度をフィードバックするために用いられるグラフィック画像の例を図１４に示す。この例ではグリッド比の許容範囲を示している。図１２および図１４に示すフィードバックは、図１５に示すように、単一のグラフィック画像またはテキスト画像として表示し、単一の処理にすることが可能である。また、位置合わせ誤差の方向とその度合いを分かり易く示すために、図１６に示すように、Ｘ線画像９１を、位置合わせ誤差を示すグラフィック画像と合わせて表示するようにしてもよい。Ｘ線画像９１は、ユーザーが例えば左右の方向を容易に理解できるような適切な角度で表示される。本第２の実施形態では、Ｘ線画像はＸ線管から患者を見ているような状態に表示して、位置合わせ誤差の方向を分かり易くしている。また、Ｘ線が患者の背中側から入射したか、その逆側から入射したかを示す後前（ＰＡ）視、前後（ＡＰ）視の区別を付けるようにしてもよい。
【０１０７】ステップＳ２３において、図１０のステップＳ１５で得られた結果を予め設定されたレベルと比較し、予め設定されたレベルよりも位置合わせの精度が高い場合にはそのまま処理を終了し、低い場合には、ステップＳ２４においてユーザーに視覚的または聴覚的な警告を与える。これにより、再撮影が必要となりそうな場合に、ステップＳ２１及びＳ２２で提供される視覚的情報にユーザーの注意を向ける。ユーザーの画面に警告として表示される画像の一例を図１７に示す。
【０１０８】これによりユーザーは、実際に使用されるグリッドをステップＳ２２で表示されたグリッドレンジ情報と比較し、再撮影が必要であるかどうかを判断する。
【０１０９】上記第２の実施形態によれば、ユーザーが情報を入力する必要がないという利点がある。測定された位置合わせ精度で、通常許容されるグリッドを明確に表示することにより、ユーザーは再撮影を行う必要があるかどうかを考えればよいだけとなり、また、再撮影が必要である場合には、ステップＳ２１及びＳ２２で表示される指示に基づいて位置合わせを調整することができる。
【０１１０】また、ユーザーがＸ線装置を元の位置に戻す前、また、患者が動かされる前に位置合わせ精度が判断されるために、再撮影が必要である場合に、従来のように時間を無駄にすることなく、再撮影を適切且つ迅速に行うことができる。
【０１１１】また、撮影を行う前にユーザーがグリッドタイプを入力するようにしてもよい。その場合、グリッドタイプと測定された位置合わせ精度とに基づいて、グリッド特性と位置合わせ精度の関係を保持するルックアップテーブルを参照し、位置合わせ精度が入力されたタイプのグリッドの許容範囲を越えている場合に警告を出す。このルックアップテーブルは上述した図１３に示すものと類似したものでよい。この場合に表示されるフィードバックグラフィック画像の例を図１８に示す。このフィードバックグラフィック画像は、許容位置合わせレンジ（グリッド特性などの数々の因子に依存する）と、直近に撮影された画像から得られた位置合わせ精度を示す。
【０１１２】また、ユーザーが所定の検査を行う場合には同じグリッドを常に使用するようにしてもよい。例えば、胸部検査の場合には常に１０：１のグリッド比率のグリッドを使用するようにする。本第２の実施形態においては、ユーザーは使用されたグリッドタイプを入力しない。これはグリッドタイプがセンサー制御インターフェースにおける検査の選択に基づいて推定されるためである。
【０１１３】（変形例）上記第２の実施形態において、位置合わせが不適切であることが検知された場合に、ユーザーに警告を発してから、Ｘ線管を適切な位置合わせ位置まで自動的に駆動するようにしてもよい。この場合のシステム構成を図１９に、動作を図２０に示す。
【０１１４】図１９には、Ｘ線管の位置をグリッド３４の面に対して水平及び垂直方向に駆動可能な駆動部４２が追加されているところが、図９の構成と異なる。なお、他の構成は図９の構成と同様であるので、説明を省略する。
【０１１５】また、図２０のフローチャートに示す動作は、ステップＳ２１〜Ｓ２４については図１１を参照してすでに説明したものと同じであるため説明を省略する。位置合わせが不適切であった場合、ステップＳ２５で垂直、水平方向の位置合わせ誤差を表示し、更にステップＳ２６及びＳ２７で駆動部４２を制御して、Ｘ線管３１を正しい位置合わせ位置までそれぞれ水平方向、垂直方向に動かす。
【０１１６】
【他の実施形態】なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が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、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１１７】さらに、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機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１１８】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図１、図１０および１１または図２０に示すフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１１９】
【発明の効果】上記説明の通り本発明によれば、ハードウエアを追加する必要が無く、グリッドカセットとＸ線源間に障害物がある場合であっても位置合わせ精度を評価することができる方法を提供することができる。
【０１２０】また、評価結果に基づいてシステムの位置合わせのための情報を提供することができる。
【０１２１】また、ユーザーにシステムの配設状態に関する評価を即座にレポートし、再撮影の必要を迅速に警告することができる。
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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１２年６月７日（２０００．６．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７６４２８
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康徳 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３４６７９５（Ｐ２００１−３４６７９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月１８日（２００１．１２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７０７０７（Ｐ２０００−１７０７０７） |
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