特許 6647819 Ｘ線診断装置、医用画像処理方法および医用画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6647819

(24)【登録日】2020年1月17日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】Ｘ線診断装置、医用画像処理方法および医用画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20200203BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 300X

   A61B6/00 300D

   A61B6/03 350G

【請求項の数】29

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2015-173796(P2015-173796)

(22)【出願日】2015年9月3日

(65)【公開番号】特開2016-97296(P2016-97296A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2018年8月30日

(31)【優先権主張番号】14/553,716

(32)【優先日】2014年11月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】515243202

【氏名又は名称】ユニバーシティー・アット・バッファロー、ザ・ステイト・ユニバーシティー・オブ・ニューヨーク

【氏名又は名称原語表記】Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｔ Ｂｕｆｆａｌｏ， Ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】竹元 久人

(72)【発明者】

【氏名】アミット ジェイン

(72)【発明者】

【氏名】坂口 卓弥

(72)【発明者】

【氏名】ステファン ルディン

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル ベドナレク

(72)【発明者】

【氏名】チプリアン アイオニタ

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０３９２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５５０５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出する第１検出器と、
前記第１検出器の第１検出面の前面に配置され、前記第１検出面より狭い第２検出面と前記第２検出面の背面に設けられた複数の標識点を有する第２検出器と、
前記第１検出器からの出力に基づいて第１投影データを発生する投影データ発生部と、
前記標識点と前記第２検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１検出器と前記第２検出器との間の相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
を具備するＸ線診断装置。

【請求項2】

Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出する第１検出器と、
前記第１検出器の第１検出面の前面に配置され、前記第１検出器より高い空間分解能を有し、複数の標識点を有する第２検出器と、
前記第１検出器からの出力に基づいて第１投影データを発生する投影データ発生部と、
前記標識点と前記第２検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１検出器と前記第２検出器との間の相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
を具備するＸ線診断装置。

【請求項3】

前記第２検出器は、前記第１検出面より狭い第２検出面と前記第２検出面の背面に設けられた前記複数の標識点とを有する、
請求項２に記載のＸ線診断装置。

【請求項4】

前記位置ずれ検出部は、前記相対的な位置ずれを、撮影方向に応じて検出する、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。

【請求項5】

Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出する第１検出器と、
前記第１検出器の第１検出面の前面に配置され、複数の標識点を有する第２検出器と、
前記第１検出器からの出力に基づいて第１投影データを発生する投影データ発生部と、
前記標識点と前記第２検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１検出器と前記第２検出器との間の相対的な位置ずれを、撮影方向に応じて検出する位置ずれ検出部と、
を具備するＸ線診断装置。

【請求項6】

前記投影データ発生部は、前記Ｘ線管と前記第１検出器と前記第２検出器とを所定の回転軸周りに所定の軌道に沿って回転させて撮影する回転撮影に伴って、前記第１投影データを発生し、被検体に対する前記回転撮影に伴う前記第２検出器からの出力に基づいて第２投影データを発生し、
前記回転撮影における前記撮影方向と前記位置ずれとを用いて、前記第２投影データにおける前記位置ずれを補正する位置ずれ補正部と、
前記補正された第２投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成する再構成部とをさらに具備する請求項４または５に記載のＸ線診断装置。

【請求項7】

前記軌道に対する前記第１検出器の相対的な軌道ずれを前記撮影方向に応じて補正する軌道補正に用いられる第１対応表を記憶する記憶部をさらに具備し、
前記位置ずれ補正部は、前記撮影方向に対する前記位置ずれの補正に用いられる第２対応表を発生し、前記第１対応表と前記第２対応表とを用いて前記第２投影データを補正する請求項６に記載のＸ線診断装置。

【請求項8】

前記位置ずれ検出部は、前記被検体に対する前記回転撮影の前に、前記位置ずれを検出し、
前記位置ずれ補正部は、前記被検体に対する前記回転撮影の前に、前記第２対応表を発生する請求項７に記載のＸ線診断装置。

【請求項9】

前記位置ずれ検出部は、前記回転撮影に伴って、前記位置ずれを検出し、
前記位置ずれ補正部は、前記検出された位置ずれに基づいて、前記第２対応表を発生する請求項７または８に記載のＸ線診断装置。

【請求項10】

前記第２投影データは、前記第２対応表における前記撮影方向とは異なる所定の撮影方向で撮影された投影データであって、
前記位置ずれ補正部は、前記所定の撮影方向に隣接する２つの撮影方向と、前記所定の撮影方向と、前記第２対応表における前記２つの撮影方向にそれぞれ対応する２つの前記位置ずれとを用いて、前記所定の撮影方向に対応する位置ずれを内挿補間し、
前記内挿補間された位置ずれを用いて前記第２投影データを補正し、
前記再構成部は、前記補正された第２投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成する請求項７乃至９のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。

【請求項11】

前記回転撮影は、前記第２検出器の検出面を包含し、かつ前記第１検出器の検出面より狭い領域を包含する撮像視野を維持しながら実行される請求項６乃至１０のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。

【請求項12】

前記投影データ発生部は、前記Ｘ線管と前記第１検出器と前記第２検出器とを所定の回転軸周りに所定の軌道に沿って回転させて被検体を撮影する回転撮影に伴って、前記第１投影データを発生するとともに、前記第２検出器からの出力に基づいて第２投影データを発生し、
前記回転撮影における前記撮影方向と前記位置ずれとを用いて、前記第２投影データを補正する位置ずれ補正部と、
前記補正された第２投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成する再構成部とをさらに具備する請求項４または５に記載のＸ線診断装置。

【請求項13】

前記第１投影データに基づいて、前記標識点を有する標識点画像を発生する画像発生部をさらに具備し、
前記位置ずれ検出部は、前記標識点画像における前記標識点を検出し、前記検出された標識点と前記所定の位置関係とを用いて、前記位置ずれを検出する請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。

【請求項14】

前記標識点は、前記第２検出器に設けられたマーカ、または前記第２検出器の一部分を構成する構成物であって、
前記標識点は、前記Ｘ線に対して透過領域と不透過領域とで構成される特徴的なパターンを有する請求項１乃至１３のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。

【請求項15】

前記標識点の背面側は、前記Ｘ線を透過可能である請求項１、請求項３、請求項１を直接引用する請求項４、および請求項３を直接引用する請求項４に記載のＸ線診断装置。

【請求項16】

前記位置ずれ検出部は、前記標識点画像と所定のテンプレート画像とに対して、テンプレートマッチングまたは相互相関を実行することにより、前記位置ずれを検出する請求項１３に記載のＸ線診断装置。

【請求項17】

前記第１検出器に関するＸ線照射範囲から前記第２検出器を待避させた第１状態と、前記第２検出器を前記第１検出器の前面に配置させた第２状態とにおいて、前記第２検出器の重心位置の差異を補償するカウンターウェイトと、
前記カウンターウェイトと前記第２検出器とを移動可能に支持する支持機構と、
をさらに具備する請求項１乃至１６のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。

【請求項18】

前記位置ずれを用いて、Ｘ線照射範囲を限定するコリメータの位置または前記Ｘ線の線量を減衰させる補償フィルタの位置ずれを、前記撮影方向に応じて補正する位置ずれ補正部をさらに具備する請求項４または５に記載のＸ線診断装置。

【請求項19】

前記撮影方向と前記位置ずれとに基づいて、予め収集された３次元画像データを投影させる投影方向の位置ずれを補正する位置ずれ補正部をさらに具備する請求項４または５に記載のＸ線診断装置。

【請求項20】

前記３次元画像データは、前記Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置により予め収集されたボリュームデータである請求項１９に記載のＸ線診断装置。

【請求項21】

前記投影データ発生部は、前記Ｘ線管と前記第１検出器と前記第２検出器とを所定の回転軸周りに所定の軌道に沿って回転させて被検体を撮影する回転撮影に伴って、前記第２検出器からの出力に基づいて第２投影データを発生し、
前記補正された投影方向に沿って前記３次元画像データを投影することにより、第３投影データを発生し、
前記第２投影データに前記第３投影データを重畳した重畳画像を表示する表示部をさらに具備する請求項２０に記載のＸ線診断装置。

【請求項22】

Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出する第１検出器と、
前記第１検出器の検出面より狭い検出面を有する少なくとも一つの第２検出器と、
前記第２検出器を前記検出面の前面に配置する位置と、前記第１検出器に関する撮像視野から前記第２検出器を待避させる待避位置との間で、前記第２検出器を移動可能に支持する支持機構と、
前記Ｘ線管と前記第１検出器と前記支持機構とを支持する支持アームと、
前記待避位置に前記第２検出器を配置して、所定の回転軸周りに所定の軌道に沿って支持アームを回転させて被写体を撮影する第１撮影を実行し、前記第２検出器を前記前面に配置して前記回転軸周りに前記軌道に沿って回転させて前記被写体を撮影する第２撮影を実行する撮影制御部と、
前記第１撮影における前記第１検出器からの出力に基づいて第１画像を発生し、前記第２撮影における前記第２検出器からの出力に基づいて第２画像を発生する画像発生部と、
前記第１画像と前記第２画像とにおける前記被写体の投影像を検出することにより、前記第１検出器に対する前記第２検出器の相対的な位置ずれを、撮影方向に応じて検出する位置ずれ検出部と、
前記撮影方向に対応する前記位置ずれを用いて前記第２画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正部と、
を具備するＸ線診断装置。

【請求項23】

前記位置ずれ検出部は、前記第１画像と前記第２画像とに対するテンプレートマッチングまたは相互相関を適用することにより、前記被写体を検出する請求項２２に記載のＸ線診断装置。

【請求項24】

第１投影データより高い空間分解能を有する第２投影データと、標識点の投影像を有する前記第１投影データとを記憶し、
前記標識点と前記第２投影データに関する検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１投影データと前記第２投影データとの間の相対的な位置ずれを検出し、
前記位置ずれを用いて、前記第２投影データを補正し、
前記補正された第２投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成する医用画像処理方法。

【請求項25】

コンピュータに、
第１投影データより高い空間分解能を有する第２投影データと、標識点の投影像を有する前記第１投影データとを記憶し、
前記標識点と前記第２投影データに関する検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１投影データと前記第２投影データとの間の相対的な位置ずれを検出し、
前記位置ずれを用いて、前記第２投影データを補正し、
前記補正された第２投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成すること、
を実行させる医用画像処理プログラム。

【請求項26】

Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出する第１検出器と、
前記第１検出器の第１検出面の前面に配置され、複数の標識点を有する第２検出器と、
前記第１検出器からの出力に基づいて第１投影データを発生する投影データ発生部と、
前記標識点と前記第２検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１検出器と前記第２検出器との間の相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
を具備し、
前記標識点は、前記第２検出器に設けられたマーカ、または前記第２検出器の一部分を構成する構成物であって、
前記標識点は、前記Ｘ線に対して透過領域と不透過領域とで構成される特徴的なパターンを有するＸ線診断装置。

【請求項27】

Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線を検出する第１検出器と、
前記第１検出器の第１検出面の前面に配置され、複数の標識点を有する第２検出器と、
前記第１検出器からの出力に基づいて第１投影データを発生する投影データ発生部と、
前記標識点と前記第２検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１検出器と前記第２検出器との間の相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
前記第１検出器に関するＸ線照射範囲から前記第２検出器を待避させた第１状態と、前記第２検出器を前記第１検出器の前面に配置させた第２状態とにおいて、前記第２検出器の重心位置の差異を補償するカウンターウェイトと、
前記カウンターウェイトと前記第２検出器とを移動可能に支持する支持機構と、
を具備するＸ線診断装置。

【請求項28】

前記カウンターウェイトは、点形状であって、
前記支持機構は、前記カウンターウェイトを、前記第１状態と前記第２状態との間における前記第２検出器の移動方向とは逆方向に移動可能に、かつ前記第１検出器の片側または両側に位置するように支持する請求項２７に記載のＸ線診断装置。

【請求項29】

前記カウンターウェイトは、棒形状であって、
前記支持機構は、前記カウンターウェイトを、前記第１状態と前記第２状態との間における前記第２検出器の移動方向とは逆方向に移動可能に、かつ前記第１検出器を取り囲むように支持する請求項２７に記載のＸ線診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書において説明される実施形態は、平面検出器の前面に他の検出器を配置可能なＸ線診断装置、医用画像処理方法および医用画像処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の平面検出器（以下、検出器Ａと呼ぶ）の前面に他の検出器（以下、検出器Ｂと呼ぶ）を配置可能なシステム（Ｍｉｃｒｏ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｅ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＭＡＦシステムと呼ぶ）を有するＸ線診断装置が提案されている。ＭＡＦシステムにおける検出器Ａは、検出器Ｂより大きい検出素子サイズおよび／または標準的な空間分解能を有する。

【0003】

ＭＡＦシステムにおける検出器Ｂは、検出器Ａの前面に配置される。ＭＡＦシステムにおける検出器Ｂは、検出器Ａより小さい検出素子サイズおよび／または高空間分解能を有する。検出器Ｂは、ホルダ機構によりＣアームに取り付けられる。ホルダ機構は、検出器Ｂを、パーク位置とＸ線照射範囲との間で自在に移動可能に支持する。

【0004】

Ｃアームを回転させながら一連の画像を取得する際、正確な３次元再構成画像を得るために、Ｃアームの振動、およびＣアームの回転軌道の不完全性を補正する必要がある。これらの補正は、検出器に対する幾何学的な較正によって達成される。従来の血管造影システムに関して、再構成前に用いられる較正テーブルは、特定の較正ファントムを撮影した一連の画像から生成される。

【0005】

ＭＡＦシステムを有するＸ線診断装置において、検出器Ｂはホルダにより支持されている。このため、検出器Ｂを用いた回転撮影において、検出器Ｂに関する本来の位置に対するダレおよび振動が、検出器Ｂにおいて発生する。従来技術において、検出器Ｂに関する幾何学的な位置の修正は、例えば、以下に示す二つの問題がある。

【0006】

はじめに、上記較正テーブルは、Ｃアームの回転軌道の不完全性およびＣアームの振動が毎回繰り返されるという仮定に基づいて、生成される。しかしながら、ＭＡＦシステムを有するＸ線診断装置において、Ｃアームの振動の特徴（以下、振動特性と呼ぶ）は、パーク位置における検出器Ｂと、検出器Ａの前面に配置された検出器Ｂとの間の質量の分布の変化のために、変化する。Ｃアームの振動特性の変化は、Ｃアームの振動が繰り返され、かつ検出器Ｂに関する２つの異なる位置で実行される回転においてＣアームの振動特性が不変であるという上記仮定を破る。このため、検出器Ｂに関する幾何学的な位置の修正として、上記較正テーブルが不適であるという問題がある。

【0007】

第２に、検出器Ｂの視野サイズは検出器Ａに対する視野サイズより小さいため、検出器Ａに関する幾何学的な位置の較正のための較正ファントムを検出器Ｂに対して使用することは、不適であるという問題がある。一般に、較正ファントムを用いるとき、高精度で画像データを生成可能にするため、かつ撮像視野を満たすために、適したサイズの検出器が要求される。

【0008】

しかしながら、検出器Ｂは、典型的には、検出器Ａより小さい撮像視野を有する。このため、検出器Ｂに対して異なる較正ファントムを要求することは、血管造影システムの製造コストを増大させ、および較正手続きの複雑さを増大させる。検出器Ｂに対するホルダ機構の潜在的に機構的な不安定性によるホルダ機構の付加的な振動のために、検出器Ａに対して設計された較正テーブルの検出器Ｂへの使用は、回転血管造影の投影データを用いた再構成に対して、十分ではない。

【0009】

すなわち、ＭＡＦシステムを有するＸ線診断装置における検出器Ｂからの出力に基づいたボリュームデータの再構成において、従来の技術では、検出器Ｂの視野サイズに適したファントムが、ホルダ機構を含んだＣアームの幾何学的な変形および振動に対する補正のために必要となる。このとき、検出器Ｂに対応する専用のファントムの製造には、精度が要求されるため、コストが掛かる問題がある。また、検出器Ｂに対する較正に時間がかかる問題がある。

【0010】

また、鉛直軸に対するＣアームの角度が大きい（例えば、９０°など）場合、重力の影響により、検出器Ｂのダレ量が大きくなる。例えば図１３に示すように、Ｃアームの角度が９０°のときのコリメータ羽根の位置が、Ｃアームの角度が０°のときのコリメータ羽根の位置（図１４）と同じ場合、検出器Ｂの位置が鉛直方向に移動するために、Ｘ線の照射範囲が不適正となる問題がある。

【0011】

図１３は、検出器Ａの前面に移動された検出器Ｂが、被検体（天板）の側面（９０°の位置）に配置された様子を示す図である。このとき、検出器Ｂのダレにより、検出器Ｂの検出面の上端部分において、Ｘ線は検出されない。また、検出器Ｂのダレにより、検出器Ｂの検出面の下端部分において、コリメータ羽根のオーバーラップにより、Ｘ線は遮断される。図１４は、検出器Ａの前面に移動された検出器Ｂが、被検体（天板）の正面（例えば、０°の位置）に配置された様子を示す図である。このとき、コリメータは、適切にＸ線照射範囲を限定する。

【0012】

図１３に示すように、コリメートされたＸ線のうち検出器ＢのＸ線検出面に到達しないＸ線は画像化されないため、被検体に対して不要な被爆が発生する問題がある。また、このとき、コリメータ羽根の一部分が検出器Ｂの検出面の一部に関するＸ線照射範囲を覆うため、検出器Ｂの検出面を有効に利用できない問題がある。さらに、検出器Ｂを非常に狭い視野で使用していた場合、操作者が所望する視野が、コリメータ羽根で遮られることが発生する可能性がある。

【0013】

従来、ＣアームおよびＸ線光学系（管球焦点、ＦＰＤ）の幾何学的情報と、予め収集されたボリュームデータ（Ｃアームによる３次元血管画像、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）ボリュームデータ、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）ボリュームデータ等）とに基づいて、画像処理により仮想的な投影画像（例えば、血管画像、Ｘ線画像に類似する画像、３次元ロードマップ画像）を作成することがある。生成された投影画像は、実際に収集されたＸ線画像に重ねて表示される。

【0014】

Ｘ線画像の収集時において、鉛直軸に対するＣアームの角度が大きい（例えば、９０°など）場合、重力の影響により、検出器Ｂのダレ量が大きくなる。一方、被検体は天板に載置されている為、被検体の位置は、不変である。このため、例えば、図１４に示すように、Ｘ線の照射範囲は、検出器Ｂのダレにより理想的な照射範囲とは異なる。他方、予め収集されたボリュームデータに基づいて生成された投影画像は、理想的なＣアームおよびＸ線光学系の幾何学的情報に基づいて生成されるため、図１５に示すように、実際に収集されるＸ線画像との間でずれてしまう問題がある。

【0015】

図１５におけるＡは、検出器Ｂのダレが無い理想的な場合を示している。このとき、検出器Ａの前面に移動された検出器Ｂが被検体の側面（９０°の位置）に配置された場合において、検出器Ｂにより得られた画像に関するＸ線照射範囲と、ボリュームデータの投影画像に関する仮想的なＸ線照射範囲とは一致する。すなわち、検出器Ｂのダレがない理想的な場合、検出器Ｂにより得られた画像と、ボリュームデータの投影画像との位置関係は一致する。

【0016】

図１５におけるＢは、検出器Ｂのダレが発生する場合を示している。このとき、検出器Ａの前面に移動された検出器Ｂが被検体の側面（９０°の位置）に配置された場合において、検出器Ｂにより得られた画像に関するＸ線照射範囲と、ボリュームデータの投影画像に関する仮想的なＸ線照射範囲とは相違する。すなわち、検出器Ｂのダレにより、検出器Ｂにより得られた画像と、ボリュームデータの投影画像との位置関係は相違する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１１／０００７８７３号明細書

【特許文献2】米国特許第６２８５７３９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

目的は、平面検出器の前面に配置された他の検出器と平面検出器との位置ずれを検出可能なＸ線診断装置、医用画像処理方法および医用画像処理プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線を検出する第１検出器と、前記第１検出器の第１検出面の前面に配置され、前記第１検出面より狭い第２検出面と前記第２検出面の背面に設けられた複数の標識点を有する少なくとも一つの第２検出器と、前記第１検出器からの出力に基づいて第１投影データを発生する投影データ発生部と、前記標識点と前記第２検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、前記第１投影データとを用いて、前記第１検出器と前記第２検出器との間の相対的な位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、を具備する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係り、前面位置に配置された第２検出器と、第１画像の一例とを示す図である。

【図3】第１の実施形態に係り、位置ずれ補正再構成処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図4】第１の実施形態の第１の変形例に係る位置ずれ補正再構成処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】第１の実施形態の第２の変形例に係る位置ずれ補正再構成処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、第２の実施形態に係り、天板背面から被検体を撮影する撮影角度を０°として、９０°の撮影方向における第２検出器２３の位置ずれ（ダレ）と、第２検出器２３の位置ずれに応じたコリメータ羽根の位置の補正とを示す図である。

【図7】図７は、第２の実施形態に係る羽根位置補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、第３の実施形態に係り、補正された投影方向を用いて発生された第３画像を第２画像に重畳した３Ｄ−ロードマップ画像の一例を示す図である。

【図9】図９は、第３の実施形態に係り、投影方向補正処理の手順の一例を示す図である。

【図10】図１０は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す構成図である。

【図11】図１１は、第４の実施形態に係り、第２検出器をパーク位置に配置した第１状態における点形状のカウンターウェイトと、第２検出器を前面位置に配置した第２状態における点形状のカウンターウェイトとを示す図である。

【図12】図１２は、第４の実施形態に係り、第２検出器をパーク位置に配置した第１状態における棒形状のカウンターウェイトと、第２検出器を前面位置に配置した第２状態における棒形状のカウンターウェイトとを示す図である。

【図13】図１３は、従来に係り、Ｃアームの角度が９０°のときのコリメータ羽根の位置と検出器Ｂのダレとを示す図である。

【図14】図１４は、従来に係り、Ｃアームの角度が０°のときのコリメータ羽根の位置と検出器Ｂとを示す図である。

【図15】図１５は、従来に係り、Ｘ線の照射範囲が検出器Ｂのダレにより理想的な照射範囲とは異なることを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管と第１検出器と少なくとも一つの第２検出器と投影データ発生部と位置ずれ検出部とを有する。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する。第１検出器は、Ｘ線を検出する。少なくとも一つの第２検出器は、第１検出器の第１検出面の前面に配置され、第１検出面より狭い第２検出面と第２検出面の背面に設けられた複数の標識点とを有する。投影データ発生部は、第１検出器からの出力に基づいて第１投影データを発生する。位置ずれ検出部は、標識点と第２検出器における複数の検出素子との位置関係を示す所定の位置関係と、第１投影データとを用いて、第１検出器に対する第２検出器の相対的な位置ずれを、撮影方向に応じて検出する。

【0022】

以下、図面を参照しながら実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

【0023】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を示している。本Ｘ線診断装置１は、インターフェース部３と、高電圧発生部１１と、支持アーム１３と、寝台２５と、支持アーム駆動部２７と、撮影制御部２９と、投影データ発生部３１と、画像発生部３３と、位置ずれ検出部３５と、位置ずれ補正部３７と、再構成部３９と、入力部４１と、記憶部４３と、表示部４５と、システム制御部４７とを有する。

【0024】

インターフェース部３は、本Ｘ線診断装置１と電子的通信回線（以下、ネットワークと呼ぶ）とを接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどが接続される。

【0025】

高電圧発生部１１は、システム制御部４７による制御のもとで、Ｘ線管１５に供給する管電流と、Ｘ線管１５に印加する管電圧とを発生する。高電圧発生部１１は、発生した管電流をＸ線管１５に供給し、発生した管電圧をＸ線管１５に印加する。

【0026】

支持アーム１３は、Ｘ線管１５と、照射野限定器（ｂｅａｍ ｌｉｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）１７と、第１検出器１９と、支持機構２１とを支持する。支持アーム１３は、例えば、Ｃアームである。なお、支持アーム１３は、Ｃアームの代わりにΩアームなどであってもよい。Ｃアームは、ＣアームのＣ形状に沿う方向（以下、Ｃ方向と呼ぶ）にスライド可能に、図示していない支持部により支持される。支持部は、Ｃアームを支持する支持部分を略中心として、Ｃ方向に直交する方向（以下、Ｃ直交方向と呼ぶ）に回転可能にＣアームを支持する。なお、支持部は、天板の短軸方向と長軸方向とに平行移動可能にＣアームを支持することも可能である。

【0027】

Ｘ線管１５は、高電圧発生部１１から供給された管電流と、高電圧発生部１１により印加された管電圧とに基づいて、管球焦点においてＸ線を発生する。管球焦点から発生されたＸ線は、Ｘ線管１５の前面に設けられたＸ線放射窓を介して、被検体Ｐに照射される。

【0028】

照射野限定器１７は、Ｘ線管１５におけるＸ線放射窓の前面に設けられる。すなわち、照射野限定器１７は、Ｘ線管１５と第１検出器１９との間に設けられる。具体的には、照射野限定器１７は、管球焦点で発生されたＸ線を、操作者が所望する撮影部位（Ｘ線照射部位）以外に不要な被爆をさせないために、最大口径の照射範囲（以下、最大照射範囲と呼ぶ）を、被検体Ｐの体表面にＸ線を照射する照射面積に応じて限定する。例えば、照射野限定器１７は、入力部４１により入力された照射範囲の限定指示に従って、複数のコリメータ羽根（第１、第２コリメータ羽根）各々を移動させることにより、照射範囲を限定する。

【0029】

すなわち、照射野限定器１７は、操作者が所望する被検体の部位（Ｘ線照射部位）にＸ線を照射するために、Ｘ線管１５により発生されたＸ線を制限する。具体的には、照射野限定器１７は、例えば、所定の方向に移動可能な複数の第１コリメータ羽根と、所定の方向に直交する方向に移動可能な複数の第２コリメータ羽根とを有する。第１、第２コリメータ羽根各々は、管球焦点で発生されたＸ線を遮蔽する鉛により構成される。後述するように、第１検出器１９の前面の位置に配置された第２検出器２３が撮影されるとき、照射野限定器１７における第１コリメータ羽根と、第２コリメータ羽根とは、最大照射範囲の位置に配置されてもよい。

【0030】

第１検出器１９は、Ｘ線管１５から発生され、被検体Ｐまたはファントムを透過したＸ線を検出する。第１検出器１９の検出面（以下、第１検出面とよぶ）は、第２検出器２３の検出面（以下、第２検出面と呼ぶ）より広い。また、第１検出器１９の空間分解能は、第２検出器２３の空間分解能より低い。

【0031】

第１検出器１９は、例えば、フラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）である。ＦＰＤは、複数の半導体検出素子（以下、第１検出素子とよぶ）を有する。第１検出素子には、直接変換形と間接変換形とのうちいずれか一方である。直接変換形とは、入射Ｘ線を直接的に電気信号に変換する形式である。間接変換形とは、入射Ｘ線を蛍光体で光に変換し、その光を電気信号に変換する形式である。

【0032】

Ｘ線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示していないアナログディジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ）に出力される。Ａ／Ｄ変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ディジタルデータを、投影データ発生部３１に出力する。なお、第１検出器１９として、イメージインテンシファイア（Ｉｍａｇｅｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が用いられてもよい。

【0033】

支持機構２１は、第１検出器１９の前面の位置（以下、前面位置と呼ぶ）とパーク位置との間で、少なくとも一つの第２検出器２３を移動可能に支持する。ここで、パーク位置とは、第１検出器１９に関するＸ線照射範囲（撮像視野）から離れた位置に、第２検出器２３を待避させる位置（待避位置）である。すなわち、パーク位置に配置された第２検出器２３は、第１検出器１９に関する撮像視野から除外される。

【0034】

支持機構２１は、操作者の操作により、前面位置からパーク位置へ第２検出器２３を移動させる。また、支持機構２１は、操作者の操作により、パーク位置から前面位置へ第２検出器２３を移動させる。なお、支持機構２１は、入力部４１を介した操作者の指示により、前面位置からパーク位置へ、またはパーク位置から前面位置へ、第２検出器２３を移動してもよい。

【0035】

第２検出器２３は、前面位置とパーク位置との間で移動可能に、支持機構２１に支持される。第２検出面は、第１検出面より狭い。すなわち、第２検出面の面積は、第１検出面の面積より小さい。第２検出器２３の空間分解能は、第１検出器１９の空間分解能より大きい。例えば、第２検出器２３における複数の検出素子（以下、第２検出素子と呼ぶ）各々のサイズは、第１検出素子各々のサイズより小さい。

【0036】

好ましくは、第２検出器２３の背面側、すなわち前面位置に配置された第２検出器２３において第１検出器１９に直面する面には、複数の標識点（マーカ）が設けられてもよい。複数のマーカ各々は、例えば、Ｘ線に対して高減衰な物質（例えば、タングステン、鉛など：以下、Ｘ線不透過物質と呼ぶ）で構成される。なお、マーカは、例えば、Ｘ線不透過物質のビーズ（溶球）で構成されてもよい。また、マーカは、穴などの構造により、Ｘ線を非常によく透過するパターンで構成されてもよい。このとき、パターンは、例えば、透過領域と不透過領域で構成される特徴的なパターンとなる。

【0037】

第２検出器２３におけるマーカの背面側は、Ｘ線を透過可能である。すなわち、第２検出器２３におけるマーカの背面側において、Ｘ線不透過部品（例えば、電源回路、鉛シールドなど）は、設けられない。なお、マーカは、任意のパターン形状（例えば、＋型、△型、矩形など）を有する。また、マーカは、第２検出素子に対して所定の位置関係となるように、第２検出器２３の背面側に設けられてもよい。所定の位置関係は、標識点の位置と第２検出素子（または後述する第２画像の画素）の位置との関係を示す。このとき、所定の位置関係は、記憶部４３に記憶される。

【0038】

前面位置に配置された第２検出器２３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。第２検出器２３は、例えば、ＦＰＤである。第２検出器２３へのＸ線の入射に伴って発生された電気信号は、第２検出器２３からＡ／Ｄ変換器に出力され、ディジタルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換器は、ディジタルデータを、投影データ発生部３１に出力する。

【0039】

寝台２５は、被検体Ｐまたはファントムが載置される天板を有する。

【0040】

支持アーム駆動部２７は、撮影制御部２９による制御のもとで、支持アーム１３を駆動する。具体的には、支持アーム駆動部２７は、撮影制御部２９からの制御信号に応じた駆動信号を支持アーム１３に出力して、支持アーム１３をＣ方向にスライド、Ｃ直交方向に回転させる。例えば、所定の回転軸周りに支持アーム１３を回転させながらＸ線撮影を実行する回転撮影の指示が入力部４１を介して入力されると、支持アーム駆動部２７は、回転軸周りの所定の軌道に沿って支持アーム１３を回転させるために、支持アーム１３を駆動する。ここで、所定の回転軸とは、例えば、天板における載置面に平行な直線である。また、所定の軌道とは、例えば、円軌道である。なお、支持アーム駆動部２７は、システム制御部４７による制御のもとで、支持アーム１３を駆動してもよい。

【0041】

撮影制御部２９は、図示していないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリとを有する。撮影制御部２９は、システム制御部４７からの指示に応じて、各種撮影に応じて支持アーム１３、照射野限定器１７、寝台２５等を制御する。

【0042】

例えば、撮影制御部２９は、パーク位置に第２検出器２３を配置した状態で、らせん状に配置されたビーズを有するヘリカルファントムに対する回転撮影を実行するために、支持アーム駆動部２７を制御する。この回転撮影により、回転撮影における第１検出器１９の回転軌道と理想的な回転軌道との軌道ずれを補正するための対応表（以下、第１対応表と呼ぶ）が作成される。第１対応表とは、例えば、回転撮影における撮影方向に対する軌道ずれの補正（軌道補正）を示す対応表（テーブル）である。第１対応表は、記憶部４３に記憶される。

【0043】

撮影制御部２９は、ヘリカルファントムに対する回転撮影の実行後、前面位置に第２検出器２３を配置した状態で回転撮影を実行するために、支持アーム駆動部２７を制御する。この回転撮影の実行後、撮影制御部２９は、第１検出器１９を用いて、前面位置に配置された第２検出器２３に対して回転撮影を実行するために、支持アーム駆動部２７を制御する。上記回転撮影は、第２検出面を包含し、かつ第１検出面より狭い領域を包含する撮像視野を維持しながら実行される。

【0044】

撮影制御部２９は、上記種々の回転撮影の実行後、寝台２５の天板に載置された被検体（患者）に対して回転撮影（以下、被検体撮影と呼ぶ）を実行するために、支持アーム駆動部２７を制御する。なお、被検体撮影は、第２検出面に対応する撮像視野を維持して実行される。

【0045】

投影データ発生部３１は、回転撮影に伴って、第１検出器１９から出力されたディジタルデータに対して、前処理を実行する。投影データ発生部３１は、被検体撮影に伴って、第２検出器２３から出力されたディジタルデータに対して、前処理を実行する。前処理とは、第１検出器１９および第２検出器２３におけるチャンネル間の感度不均一の補正、および金属等のＸ線強吸収体による極端な信号の低下またはデータの脱落に関する補正等である。

【0046】

投影データ発生部３１は、上記前処理により、第１検出器１９からの出力に対応する第１投影データと、第２検出器２３からの出力に対応する第２投影データとを発生する。投影データ発生部３１は、第１投影データを、画像発生部３３、位置ずれ検出部３５、位置ずれ補正部３７、記憶部４３等に出力する。投影データ発生部３１は、第２投影データを、画像発生部３３、位置ずれ補正部３７、記憶部４３等に出力する。

【0047】

なお、投影データ発生部３１は、ボリュームデータの再構成に用いられる第２投影データを操作者の指示により選択してもよい。このとき、投影データ発生部３１は、選択された第２投影データを、画像発生部３３、位置ずれ補正部３７、記憶部４３等に出力する。

【0048】

第１投影データは、前面位置に配置された第２検出器２３に関する投影データである。このとき、第１投影データは、マーカまたはランドマークの投影データを有する。ランドマークは、Ｘ線に対して高減衰な第２検出器２３の一部分、または第２検出器２３に取り付けられた構造物である。
である。この構成物は、例えば、電子回路、第２検出器２３のエッジ、ネジなどである。なお、構造物は、Ｘ線をほとんど減衰しない穴のような明るい点またはパターンを形成するものでもよい。

【0049】

画像発生部３３は、第１投影データに基づいて、第１画像を発生する。第１画像は、前面位置に配置された第２検出器２３に関する画像である。このとき、第１画像（標識点画像）は、マーカまたはランドマークの投影像を有する。なお、画像発生部３３は、第２投影データに基づいて第２画像を発生してもよい。画像発生部３３は、第１画像および第２画像を位置ずれ検出部３５に出力する。画像発生部３３は、再構成部３９により再構成されたボリュームデータに基づいて、所定の画像処理により、表示部４５において表示可能な医用画像を発生する。所定の画像処理とは、例えば、レンダリング処理、断面変換処理などである。

【0050】

図２は、前面位置に配置された第２検出器２３と、第１画像の一例とを示す図である。図２に示すように、第１画像は、第２検出器２３の投影像を有する。また、第１画像は、第２検出面の背面と側面とのうち少なくとも一方に設けられた＋形状のマーカの投影像（マーカ像）と、第２検出器２３の構成物（電子回路のパターン）に対応するランドマークの投影像（ランドマーク像）とのうち少なくとも一方を有する。

【0051】

位置ずれ検出部３５は、第１投影データと所定の位置関係とを用いて、回転撮影における第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれを、撮影方向に応じて検出する。位置ずれ検出部３５は、検出した相対的な位置ずれを、位置ずれ補正部３７に出力する。以下の記載において、マーカに関する説明は、ランドマークと読み替えてもよい。

【0052】

具体的には、位置ずれ検出部３５は、回転撮影における複数の撮影方向φ各々において、第１投影データにおけるマーカの位置（以下、第１マーカ位置と呼ぶ）を検出する。位置ずれ検出部３５は、所定の位置関係を用いて、第２検出面におけるマーカの位置（以下、第２マーカ位置と呼ぶ）を特定する。位置ずれ検出部３５は、第１マーカ位置と第２マーカ位置とに基づいて、相対的な位置ずれを検出する。

【0053】

なお、位置ずれ検出部３５は、第１画像と第２画像とを用いて、相対的な位置ずれを検出してもよい。具体的には、位置ずれ検出部３５は、回転撮影における複数の撮影方向φ各々において、第１画像における第１マーカ位置と、第２画像における第２マーカ位置とに基づいて、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれを検出する。このとき、第２マーカ位置は、第２画像におけるピクセルの位置と所定の位置関係を満たすように、予め設定される。

【0054】

なお、所定の位置関係は、相対的な位置ずれの検出の前段階で実行される以下の較正により、決定されてもよい。この較正（以下、事前較正と呼ぶ）において、同一の被写体を回転撮影で撮影することにより、第１画像（第１投影データ）と第２画像（第２投影データ）とが発生される。このとき、第１画像は、被写体の投影像とマーカの投影像とを有する。また、第２画像は、被写体の投影像を有する。ここで、被写体とは、例えば、Ｘ線を透過しない複数のビーズが埋め込まれたファントムである。事前較正により、第２画像におけるピクセルと第２検出器２３に設定されたマーカ位置との関係を較正することができる。

【0055】

具体的には、位置ずれ検出部３５は、第１画像において、マーカの投影像のピクセルと、ビーズの投影像のピクセルとに基づいて、マーカの位置とビーズの位置との位置関係（以下、第１位置関係と呼ぶ）を特定する。次いで、位置ずれ検出部３５は、第２画像上において、ビーズの位置を検出する。位置ずれ検出部３５は、検出されたビーズの位置に対応する第２画像のピクセルを特定する。位置ずれ検出部３５は、第２画像において特定されたピクセルとビーズの位置との位置関係（以下、第２位置関係と呼ぶ）を特定する。位置ずれ検出部３５は、第１位置関係と第２位置関係とに基づいて、マーカとマーカのピクセル位置との関係を示す上記所定の位置関係を決定する。

【0056】

すなわち、位置ずれ検出部３５は、第１位置関係と第２位置関係とに基づいて、第２画像におけるピクセルとマーカとを関連づけることができる。マーカの位置に関する事前較正は、例えば、本Ｘ線診断装置１の製造過程で１回行えばよい。なお、第１画像および第２画像におけるビーズの検出は、入力部４１を介した操作者の指示により実行されてもよい。また、ビーズの検出精度を高めるために、以下の処理が実行されてもよい。まず、操作者の指示により複数のビーズの中心が指定された後、所定の画素値を閾値として第１画像および第２画像に対して２値化処理が実行される。次いで、２値化処理された第１画像および第２画像各々において、ビーズに対応する円形部分の重心が、ビーズの中心すなわちビーズの位置として決定される。

【0057】

なお、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれは、回転撮影における複数の撮影方向φ各々において、第１画像とテンプレート画像との位置合わせにより、第１画像における第２検出器２３のピクセル位置を探索してもよい。上記位置合わせに関する処理は、例えば、相互相関、テンプレートマッチングである。ここで、テンプレート画像は、Ｘ線診断装置１の製造過程において、第１検出器１９で第２検出器２３を撮影した画像である。なお、第２検出器２３に設けられたマーカがビーズのようなものであれば、テンプレート画像は、マーカのサイズ、マーカによる画像信号強度などの条件に基づく所定の計算（シミュレーション）により、作成されてもよい。テンプレート画像は、記憶部４３に記憶される。テンプレート画像は、第２検出器２３におけるマーカ、回路部分などを投影した投影像を有する。

【0058】

具体的には、位置ずれ検出部３５は、複数の撮影方向各々における第１画像とテンプレート画像とを用いて、テンプレートマッチング処理を実行する。位置ずれ検出部３５は、テンプレートマッチング処理の結果に基づいて、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれを、撮影方向ごとに検出する。なお、テンプレートマッチング処理は、マーカが存在する可能性が高い領域（以下、マーカ存在領域と呼ぶ）を、予め事前情報として用いてもよい。

【0059】

この事前情報により、マーカ存在領域に対して重点的にマーカを探索することができ、マーカの探索時間とマーカの検出精度とを向上させることができる。なお、上記テンプレートマッチング処理の代わりに、第１画像とテンプレート画像との間の相互相関を行う相互相関処理が用いられてもよい。次いで、位置ずれ検出部３５は、撮影方向（回転角度）各々における第１画像と第２画像とに対して、パターンマッチングなどの各種位置合わせ処理を適用することにより、相対的な位置ずれを検出する。

【0060】

位置ずれ補正部３７は、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれに基づいて、複数の撮影方向φごとに相対的な位置ずれを補正する補正テーブル（以下、第２対応表と呼ぶ）を作成する。第２対応表は、例えば、第２検出器２３における画素の位置の第１検出器１９に対する相対的な位置ずれの補正量を規定するテーブルである。

【0061】

具体的には、位置ずれ補正部３７は、回転撮影における複数の撮影方向φ各々における相対的な位置ずれを用いて、第１検出器１９の原点（以下、第１原点と呼ぶ）に対する第２検出器２３の原点（以下、第２原点と呼ぶ）の平行移動量を示す原点移動ベクトルＶφ（ＶＸ、ＶＹ）を、複数の撮影方向φごとに計算する。ここで、ＶＸは、第１検出器１９におけるＸ方向に沿った第２原点の平行移動量を示す。また、ＶＹは、Ｘ方向の直交するＹ方向に沿った第２原点の平行移動量を示す。

【0062】

複数のマーカを用いて相対的な位置ずれを検出した場合、位置ずれ補正部３７は、複数の撮影方向φ各々における相対的な位置ずれを用いて、第１原点に対する第２原点の回転角度θφを計算する。位置ずれ補正部３７は、回転角度θφを用いて、第２検出器２３における画素の位置（ｘ、ｙ）を回転させる回転行列Ｒφを、撮影方向φごとに計算する。回転行列Ｒφは、例えば、以下のような行列で表現することができる。

【0063】

【数1】

位置ずれ補正部３７は、第１検出面に第２検出面をＸ線により投影したときの第２検出面の拡大率を、記憶部４３から読み出す。拡大率は、例えば、第１検出器１９と線源との間の距離（以下、ＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）１と呼ぶ）と、第２検出器２３と線源との間の距離（以下、ＳＩＤ２と呼ぶ）とにより計算される。具体的には、拡大率Ｍ（ｘ、ｙ）は、ＳＩＤ２（ｘ、ｙ）に対するＳＩＤ１（ｘ、ｙ）の割合（Ｍ（ｘ、ｙ）＝ＳＩＤ１（ｘ、ｙ）／ＳＩＤ２（ｘ、ｙ））として計算される。

【0064】

位置ずれ補正部３７は、原点移動ベクトルＶφ（ＶＸ、ＶＹ）、回転行列Ｒφ、拡大率Ｍ（ｘ、ｙ）を用いて、第２対応表を作成する。具体的には、位置ずれ補正部３７は、補正後の座標（第１検出器１９における画素の位置）をＰ１（Ｘ、Ｙ）、第２検出器２３における画素の位置をＰ２（ｘ、ｙ）として、Ｐ１（Ｘ、Ｙ）＝Ｒφ（Ｐ２（ｘ、ｙ）×Ｍ（ｘ、ｙ））＋Ｖφを計算する。位置ずれ補正部３７は、上記計算により、撮影方向φおよび第２検出器２３における画素の位置Ｐ２（ｘ、ｙ）に応じた補正後の座標Ｐ１（Ｘ、Ｙ）を示す第２対応表を作成する。位置ずれ補正部３７は、作成した第２対応表を記憶部４３に出力してもよい。

【0065】

なお、位置ずれ補正部３７は、相対的な位置ずれに基づいて、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な３次元的回転、および並進移動を補正する補正量を決定してもよい。このとき、この補正量は、第２対応表に組み込まれる。具体的には、回転行列Ｒφは、３×３の３次元の回転行列となり、原点移動ベクトルＶφは、３次元的な原点移動ベクトルとなる。

【0066】

位置ずれ補正部３７は、再構成の対象となる第２投影データに対して第２対応表を用いることにより、相対的な位置ずれを補正する。この補正により、第２投影データは、相対的な位置ずれが補正され、第１検出面にマッピングされる。相対的な位置ずれが補正された第２投影データは、第１対応表により３次元空間にマッピングされ、軌道ずれが補正される。相対的な位置ずれおよび軌道ずれが補正された第２投影データ（以下、補正投影データと呼ぶ）は、再構成部３９に出力される。

【0067】

なお、第２投影データの撮影方向が第２対応表に存在しない場合、位置ずれ補正部３７は、第２投影データの撮影方向に隣接する第２対応表における２つの撮影方向に関する補正量（回転行列Ｒφ、原点移動ベクトルＶφ）に基づいて、相対的な位置ずれの補正に関する補正量を決定してもよい。以下、説明を簡単にするために、このときの第２投影データの撮影方向をφｂとする。

【0068】

位置ずれ補正部３７は、第２対応表において、φbに隣接する２つの撮影方向φaとφcとを特定する。ここでは、隣接する２方向からφaとφcとを特定したが、隣接する２方向に限らず隣接する複数方向から内挿により、φaとφcとを特定してもよい。位置ずれ補正部３７は、特定したφaとφcとにそれぞれ対応する原点移動ベクトルＶφaとＶφcとを用いて、内挿補間によりφbに対応する原点移動ベクトルＶφbを計算する。位置ずれ補正部３７は、特定したφaとφcとにそれぞれ対応する回転角度θφaとθφcとを用いて、内挿補間により、φbに対応する回転角度θφbを計算する。位置ずれ補正部３７は、計算されたθφbを用いて回転行列Ｒφbを計算する。位置ずれ補正部３７は、原点移動ベクトルＶφbと、回転行列Ｒφbと、拡大率Ｍ（ｘ、ｙ）とを用いて、以下の式により、第２投影データの撮影方向φbに関する位置ずれの補正を、Ｐ１（Ｘ、Ｙ）＝Ｒφb（Ｐ２（ｘ、ｙ）×Ｍ（ｘ、ｙ））＋Ｖφbにより計算する。

【0069】

再構成部３９は、相対的な位置ずれおよび軌道ずれが補正された補正投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成する。以下、説明を簡単にするためにワンショットで略同時に収集した投影方向が同一である全チャンネルにわたる一揃いの補正投影データを、補正投影データセットと称する。

【0070】

具体的には、再構成部３９は、投影方向（ビューアングル）が３６０°又は１８０°＋ファン角の範囲内の補正投影データセットに基づいて、フェルドカンプ法または逐次再構成法により、略円柱形の３次元画像（ボリュームデータ）を再構成する。再構成部３９は、再構成したボリュームデータを画像発生部３３に出力する。

【0071】

入力部４１は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本Ｘ線診断装置１に取り込む。例えば、入力部４１は、Ｘ線条件、回転撮影位置、照射範囲、第２検出器２３の移動指示、回転撮影指示、被検体撮影指示、ビーズの特定指示などを入力する。入力部４１は、図示していないが、各種設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。

【0072】

入力部４１は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標をシステム制御部４７に出力する。なお、入力部４１は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部４１は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標をシステム制御部４７に出力する。

【0073】

記憶部４３は、投影データ発生部３１で発生された種々の投影データ、画像発生部３３で発生された種々の画像、再構成部３９により再構成されたボリュームデータ、所定の位置関係、第１対応表、第２対応表、テンプレート画像、拡大率Ｍ（ｘ、ｙ）等を記憶する。記憶部４３は、本Ｘ線診断装置１の制御プログラム、診断プロトコル、入力部４１から送られてくる操作者の指示、Ｘ線条件などの各種データ群、インターフェース部３とネットワークとを介して送られてくる種々のデータなどを記憶する。

【0074】

記憶部４３は、再構成部３９において用いされる各種再構成法に関する再構成プログラム、画像発生部３３で用いられる各種画像処理に関する画像処理プログラム、位置ずれを検出するための位置ずれ検出プログラム、位置ずれの補正に関する位置ずれ補正プログラム等を記憶する。なお、記憶部４３は、位置ずれ検出プログラムおよび位置ずれ補正プログラムを包含し、補正された第２投影データを再構成する医用画像処理プログラムを記憶してもよい。

【0075】

表示部４５は、画像発生部３３により発生された各種医用画像、入力部４１により入力される入力項目（Ｘ線条件、照射範囲、撮影位置、撮影範囲）等を表示するモニタを有する。モニタは、上記各種医用画像、入力項目等を表示する。

【0076】

システム制御部４７は、ＣＰＵとメモリを備える。システム制御部４７は、入力部４１から送られてくる操作者の指示、撮影条件等のＸ線条件などの情報を、メモリに一時的に記憶する。システム制御部４７は、メモリに記憶された操作者の指示、Ｘ線条件などに従って、回転撮影および被検体撮影を実行するために、高電圧発生部１１撮影制御部２９などの各部を、それぞれ制御する。

【0077】

システム制御部４７は、記憶部４３に記憶された各種プログラムを読み出し、メモリに展開する。システム制御部４７は、メモリに展開したプログラムに従って、画像発生部３３、位置ずれ検出部３５、位置ずれ補正部３７、再構成部３９などの各部を制御する。

【0078】

（位置ずれ補正再構成機能）
位置ずれ補正再構成機能とは、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれの補正と、第１検出器１９の軌道ずれの補正とを、第２投影データに対して実行し、補正された第２投影データに基づいてボリュームデータを再構成する機能である。位置ずれ補正再構成機能に係る処理（以下、位置ずれ補正再構成処理と呼ぶ）について説明する。

【0079】

図３は、位置ずれ補正再構成処理の手順の一例を示すフローチャートである。本位置ずれ補正再構成処理において、被検体撮影の前に、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれの検出のための回転撮影が実行される。

【0080】

第１検出器１９の回転軌道と理想的な回転軌道との軌道ずれを補正する第１対応表と、所定の位置関係とが、記憶部４３から読み出される（ステップＳａ１）。第１対応表と所定の位置関係とは、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれの検出の前に、予め作成される。第２検出器２３が、第１検出器１９の前面に配置され、回転撮影が開始される（ステップＳａ２）。このとき、第２検出器２３が、第１検出器１９により撮影される。第１検出器１９からの出力に基づいて、第２検出器２３に関する第１投影データが発生される（ステップＳａ３）。

【0081】

第１投影データと所定の位置関係とに基づいて、撮影方向各々において、相対的な位置ずれが検出される（ステップＳａ４）。相対的な位置ずれに基づいて、撮影方向φごとに、原点移動ベクトルＶφと回転行列Ｒφとが計算される（ステップＳａ５）。原点移動ベクトルＶφと回転行列Ｒφとに基づいて、相対的な位置ずれを補正する第２対応表が発生される（ステップＳａ６）。第２対応表は、記憶部４３に記憶される。

【0082】

被検体に対して、回転撮影（被検体撮影）が実行される（ステップＳａ７）。第２検出器２３からの出力に基づいて、撮影方向各々において、第２投影データが発生される（ステップＳａ８）。第１対応表と第２対応表とに基づいて第２投影データを補正することにより、補正投影データが発生される（ステップＳａ９）。補正投影データに基づいて、ボリュームデータが再構成される（ステップＳａ１０）。

【0083】

（第１変形例）
第１の実施形態との相違は、第２検出器２３の背面にマーカが設けられていないことにある。このとき、本Ｘ線診断装置は、以下のようにして、相対的な位置ずれを検出する。

【0084】

撮影制御部２９は、第２検出器２３をパーク位置に配置させて所定の被写体に対して１回目の回転撮影（以下、第１撮影と呼ぶ）を実行するために、支持アーム駆動部２７を制御する。所定の被写体は、３次元的に非対称であってＸ線を減弱させる物体であり、例えば、針金を丸めたものなどである。次いで、撮影制御部２９は、第２検出器２３を前面位置に配置させて、上記所定の被写体に対して回転撮影（以下、第２撮影と呼ぶ）を実行するために、支持アーム駆動部２７を制御する。

【0085】

なお、撮影制御部２９は、第１撮影および第２撮影において、それぞれ同一の撮影方向および同一の撮影条件で被写体を撮影するために、支持アーム駆動部２７および高電圧発生部１１等を制御する。撮影制御部２９は、第１撮影および第２撮影の実行後に、被検体撮影を実行するために、支持アーム駆動部２７および高電圧発生部１１等を制御する。

【0086】

投影データ発生部３１は、第１撮影における第１検出器１９からの出力に基づいて、投影データ（以下、第１撮影投影データと呼ぶ）を発生する。投影データ発生部３１は、第２撮影における第２検出器２３からの出力に基づいて、投影データ（以下、第２撮影投影データと呼ぶ）を発生する。投影データ発生部３１は、第１撮影投影データと第２撮影投影データとを、画像発生部３３に出力する。

【0087】

画像発生部３３は、第１撮影投影データに基づいて第１撮影画像を発生する。画像発生部３３は、第２撮影投影データに基づいて第２撮影画像を発生する。画像発生部３３は、発生した第１撮影画像と第２撮影画像とを、位置ずれ検出部３５に出力する。

【0088】

位置ずれ検出部３５は、前記第１撮影と前記第２撮影とにおいて同一の撮影方向ごとに、第１撮影画像と第２撮影画像とにおける被写体の投影像を検出する。例えば、位置ずれ検出部３５は、被写体の投影像の検出として、パターンマッチング処理を適用する。位置ずれ検出部３５は、同じ投影方向における第１撮影画像および第２撮影画像において検出された投影像を用いて、相対的な位置ずれを検出する。位置ずれ検出部３５は、検出した相対的な位置ずれを、位置ずれ補正部３７に出力する。

【0089】

（位置ずれ補正再構成機能）
図４は、本変形例に係る位置ずれ補正再構成処理の手順の一例を示すフローチャートである。本位置ずれ補正再構成処理において、被検体撮影の前に、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれを検出するために、第１撮影および第２撮影が実行される。

【0090】

第１検出器１９の回転軌道と理想的な回転軌道との軌道ずれを補正する第１対応表が、記憶部４３から読み出される。第１対応表は、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれの検出の前に、予め作成される。第２検出器２３がパーク位置に配置され、所定の被写体に対して第１撮影が実行される（ステップＳｂ１）。第１検出器１９からの出力に基づいて、撮影方向各々において、所定の被写体および第２検出器２３に関する第１撮影投影データが発生される（ステップＳｂ２）。

【0091】

第２検出器２３が、第１検出器１９の前面に配置され、同一の上記被写体に対して第２撮影が実行される（ステップＳｂ３）。第２検出器２３からの出力に基づいて、撮影方向各々において、上記被写体に関する第２撮影投影データが発生される（ステップＳｂ４）。第１撮影投影データに基づいて、第１撮影画像が発生される。第２撮影投影データに基づいて、第２撮影画像が発生される。第１撮影画像と第２撮影画像とから、撮影方向各々において、被写体の投影像が検出される（ステップＳｂ５）。

【0092】

同一撮影方向に関する第１撮影画像と第２撮影画像とにおける被写体の投影像を用いて、撮影方向各々において、相対的な位置ずれが検出される（ステップＳｂ６）。相対的な位置ずれに基づいて、撮影方向φごとに、原点移動ベクトルＶφと回転行列Ｒφとが計算される。原点移動ベクトルＶφと回転行列Ｒφとに基づいて、相対的な位置ずれを撮影方向各々において補正する第２対応表が発生される。

【0093】

被検体に対して、回転撮影（被検体撮影）が実行される。第２検出器２３からの出力に基づいて、撮影方向各々において、第２投影データが発生される。第１対応表と第２対応表とに基づいて第２投影データを補正することにより、補正投影データが発生される。補正投影データに基づいて、ボリュームデータが再構成される。

【0094】

（第２変形例）
第１の実施形態との相違は、第２対応表の作成を被検体の撮影時に実行することにある。
第２検出器２３は、第１検出器１９におけるマーカの検出効率を高めるため、第２検出器２３を透過したＸ線ができるだけ多く第１検出器１９に到達可能な構造を有することが望ましい。例えば、第２検出器２３の構造は、不必要なＸ線不透過部品（例えば、電源回路、鉛シールドなど）を第２検出面の背面に配置しない構造を有する。

【0095】

撮影制御部２９は、第１対応表の作成後において、前面位置に配置された第２検出器２３を用いて被検体撮影を実行する。第２検出器２３の撮像素子端をランドマークとして使用する場合は、撮影制御部２９は、被検体撮影において、第２検出面を包含し、かつ第２検出面の大きさよりわずかに広い領域にＸ線を照射するために、照射野限定器１７を制御してもよい。

【0096】

このとき、照射野限定器１７は、第２検出面を包含し、かつ第２検出面の大きさよりわずかに広い領域にＸ線を照射するために、照射範囲を限定する。具体的には、照射野限定器１７は、被検体撮影における撮影制御部２９の制御により、第１、第２コリメータ羽根を移動させることにより、照射範囲を限定する。

【0097】

投影データ発生部３１は、被検体撮影における第１検出器１９からの出力に基づいて第１投影データを発生する。投影データ発生部３１は、被検体撮影における第２検出器２３からの出力に基づいて第２投影データを発生する。投影データ発生部３１は、第１投影データを画像発生部３３に出力する。投影データ発生部３１は、第２投影データを位置ずれ補正部３７に出力する。

【0098】

位置ずれ検出部３５は、被検体撮影における撮影方向ごとに、第１投影データと所定の位置関係とを用いて、回転撮影における第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれを、撮影方向に応じて検出する。なお、相対的な位置ずれの検出は、上記に限定されず、第１実施形態または第１変形例に記載の方法を用いてもよい。

【0099】

位置ずれ補正部３７は、第１対応表と第２対応表とを用いて、被検体撮影に関する第２投影データを補正する。

【0100】

再構成部３９は、補正された第２投影データ（補正投影データ）を用いて、ボリュームデータを再構成する。

【0101】

（位置ずれ補正再構成機能）
図５は、本変形例に係る位置ずれ補正再構成処理の手順の一例を示すフローチャートである。本位置ずれ補正再構成処理において、第１対応表の作成後の被検体撮影により、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれが検出される。

【0102】

第１検出器１９の回転軌道と理想的な回転軌道との軌道ずれを補正する第１対応表と、所定の位置関係とが、記憶部４３から読み出される。第２検出器２３が、第１検出器１９の前面に配置され、回転軸周りの軌道に沿って、被検体に対して回転撮影（被検体撮影）が実行される（ステップＳｃ１）。

【0103】

このとき、第２検出面を包含し、かつ第２検出面の大きさよりわずかに広い領域にＸ線を照射するために、照射範囲が限定される。第１検出器１９からの出力に基づいて、撮影方向各々において、被検体と第２検出器２３とに関する第１投影データが発生される（ステップＳｃ２）。第２検出器２３からの出力に基づいて、撮影方向各々において、被検体に関する第２投影データが発生される（ステップＳｃ３）。

【0104】

第１投影データと所定の位置関係とに基づいて、撮影方向各々において、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれが検出される（ステップＳｃ４）。なお、第１投影データと第２投影データとに基づいて、撮影方向各々において、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれが検出されてもよい。

【0105】

相対的な位置ずれに基づいて、撮影方向φごとに、原点移動ベクトルＶφと回転行列Ｒφとが計算される。原点移動ベクトルＶφと回転行列Ｒφとに基づいて、相対的な位置ずれを撮影方向各々において補正する第２対応表が発生される。第１、第２対応表を用いて、第２投影データを補正することにより、補正投影データが発生される。補正投影データに基づいて、ボリュームデータが再構成される。

【0106】

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、マーカ（標識点）を背面に設けた第２検出器２３を第１検出器１９の前面に配置し、回転撮影に伴って第２検出器２３を第１検出器１９で撮影することにより、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれを検出することができる。次いで、本Ｘ線診断装置１は、相対的な位置ずれに基づいて、第２投影データの位置ずれを補正する第２対応表を作成することができる。これにより、本Ｘ線診断装置１は、回転撮影における第１検出器１９の回転軌道と理想的な回転軌道との軌道ずれを補正するための第１対応表と第２対応表とを用いて第２投影データを補正し、補正した第２投影データに基づいてボリュームデータを再構成することができる。

【0107】

これらのことから、本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、高価なＭＡＦ用の較正ファントムを用いることなく、ＭＡＦ検出器（第２検出器２３）に関するホルダ機構を含んだＣアームの幾何学的な変形，変移および振動特性の補正に関するテーブル（第２対応表）を作成することができる。これにより、本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、製造コストが低減され、サービス性が向上し、かつより短時間で、Ｃアーム（支持アーム１３）の幾何学的な変形および振動による投影データの位置ずれを補正し、より高精度なボリュームデータを再構成することができる。

【0108】

また、本実施形態の第１変形例に係るＸ線診断装置１によれば、第２検出器２３の背面にマーカを設けることなく、第２対応表を作成することができる。これにより、更にコストを低減することができる。加えて、本変形に係るＸ線診断装置１によれば、マーカが搭載されていないＭＡＦシステムにおいても、ＭＡＦ検出器（第２検出器２３）に関するホルダ機構を含んだＣアームの幾何学的な変形，変移および振動特性の補正を実行することができる。

【0109】

加えて、本実施形態の第２変形例に係るＸ線診断装置１によれば、被検体に対する回転撮影により、第２対応表を作成することができる。これにより、第２対応表を被検体撮影と同時に作成できるため，被検体撮影毎にわずかに揺らぐホルダ機構を含んだＣアームの幾何学的な変形，変移および振動特性を補正することが可能になり，さらに高精度なボリュームデータを再構成することができる。

【0110】

また、本実施形態の第２変形例に係る本Ｘ線診断装置１によれば、第２検出器２３に対する事前較正処理が不要となり、操作者に対するサービス性が向上する。さらに、本Ｘ線診断装置１は、特に機械的な特性の変化（経時的な変化だけではなく、整備・修理等において支持機構２１から第２検出器２３の脱着など）を受けずに、相対的な位置ずれを補正することができる。

【0111】

すなわち、本実施形態の第２変形例に係る本Ｘ線診断装置１によれば、機械的な特性の変化による事前較正自体のずれを考慮する必要がないため、相対的な位置ずれの補正精度を一定に維持することができる。また、Ｘ線診断装置１によれば、被検体に対する撮影ごとに相対的な位置ずれを補正することが可能なため、前面位置に配置される第２検出器２３の位置に関して高精度な再現性は要求されず、支持機構２１に対する機械的精度を緩和させることができる。これにより、本Ｘ線診断装置１の製造コストをさらに低減させることができる。

【0112】

また、本実施形態および本変形例に係る機能は、位置ずれ検出処理、位置ずれ補正処理、位置ずれ補正再構成処理等を実行するプログラム（医用画像処理プログラム）を本Ｘ線診断装置１のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

【0113】

（第２の実施形態）
第１の実施形態との相違は、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれに基づいて、コリメータ羽根の位置と補償フィルタの位置とのうち少なくとも一方を、撮影方向に応じて補正することにある。

【0114】

入力部４１は、撮影方向に応じてコリメータ羽根の位置を補正するコリメータ制御モードの実行指示を入力する。なお、入力部４１は、撮影方向に応じて補償フィルタの位置を補正する補償フィルタ制御モードの実行指示を入力してもよい。入力部４１は、上記モードの入力に伴って、被検体Ｐに対する撮影方向が入力される。

【0115】

位置ずれ補正部３７は、コリメータ制御モードまたは補償フィルタ制御モードの入力を契機として、撮影方向に応じて、第２対応表を用いて第２検出器２３の位置ずれ補正量を決定する。第２対応表における位置ずれ補正量（Ｖφ、θφ）は、第１の実施形態に記載の任意の方法により計算される。位置ずれ補正部３７は、決定した位置ずれ補正量に基づいて、絞り羽根の位置を補正する羽根位置補正量を決定する。

【0116】

なお、位置ずれ補正部３７は、補償フィルタ制御モードの入力を契機として、決定した位置ずれ補正量に基づいて、Ｘ線線量を減衰させる補償フィルタの位置を補正するフィルタ位置補正量を決定してもよい。位置ずれ補正部３７は、羽根位置補正量およびフィルタ位置補正量を、撮影制御部２９に出力する。

【0117】

以下、説明を簡単にするために、コリメータ制御モードおよび羽根位置補正量について説明する。補償フィルタ制御モードの入力時においては、以下の説明において、コリメータ羽根の位置を補償フィルタの位置に、羽根位置補正量をフィルタ位置補正量にそれぞれ読み替えればよい。

【0118】

位置ずれ補正部３７は、第１の実施形態で算出された位置ずれ補正量（Ｖφ、θφ）と、第１検出器１９と線源との間の距離ＳＩＤ１と、コリメータ羽根と線源との間の距離（以下、ＳＩＤｃと呼ぶ）とにより、羽根位置補正量を計算する。具体的には、位置ずれ補正部３７は、位置ずれ補正量を、コリメータ羽根の位置に反映させるための縮小率Ｈ（ｘ、ｙ）を、記憶部４３から読み出す。縮小率Ｈ（ｘ、ｙ）は、ＳＩＤ１（ｘ、ｙ）に対するＳＩＤｃ（ｘ、ｙ）の割合（Ｈ（ｘ、ｙ）＝ＳＩＤｃ（ｘ、ｙ）／ＳＩＤ１（ｘ、ｙ））として計算される。位置ずれ補正部３７は、縮小率Ｈ（ｘ、ｙ）を用いて、位置ずれ補正量（Ｖφ、θφ）を補正することより、コリメータ羽根を包含する平面内における羽根位置補正量（Ｖφｃ、θφｃ）を計算する。

【0119】

撮影制御部２９は、羽根位置補正量に基づいて、コリメータ羽根を移動させるために、照射野限定器１７を制御する。なお、撮影制御部２９は、フィルタ位置補正量に基づいて、補償フィルタを移動させるために、照射野限定器１７を制御してもよい。加えて、撮影制御部２９は、操作者により入力された撮影方向に従って、支持アーム１３を回転させる。

【0120】

照射野限定器１７は、撮影制御部２９による制御のもとで、コリメータ羽根を、羽根位置補正量に応じて移動させる。照射野限定器１７は、被検体への被曝線量の低減および画質の向上を目的として、Ｘ線の照射野に挿入される少なくともひとつの補償フィルタを有する。補償フィルタは、例えば、アルミニウム、銅などにより構成される。補償フィルタは、撮影制御部２９による制御のもとで、照射野限定器１７におけるＸ線の照射野に挿入される。補償フィルタは、例えば、ハレーション（ｈａｌａｔｉｏｎ）防止のために用いられる。照射野限定器１７は、撮影制御部２９による制御のもとで、補償フィルタを、フィルタ位置補正量に応じて移動させる。

【0121】

図６は、天板背面から被検体を撮影する撮影角度を０°として、９０°の撮影方向における第２検出器２３の位置ずれ（ダレ）と、第２検出器２３の位置ずれに応じたコリメータ羽根の位置の補正とを示す図である。図６に示すように、コリメータ羽根の位置は、撮影方向（角度）に応じた第２検出器２３の位置ずれに応じて補正される。

【0122】

（羽根位置補正機能）
羽根位置補正機能とは、撮影方向に応じた第２検出器２３の位置ずれに応じて決定された羽根位置補正量に従って、コリメータ羽根を移動させる機能である。以下、羽根位置補正機能に係る処理（以下、羽根位置補正処理と呼ぶ）について説明する。なお、本変形例に係る羽根位置補正処理において、コリメータ羽根の位置の補正の代わりに補償フィルタの位置の補正を実行してもよい。また、コリメータ羽根の位置の補正とともに、補償フィルタの位置の補正が実行されてもよい。

【0123】

図７は、本実施形態に係る羽根位置補正処理の手順の一例を示す図である。
第２検出器２３が第１検出器１９の前面に配置される（ステップＳｄ１）。コリメータ制御モードの入力指示が、入力部４１を介して入力される。コリメータ制御モードの入力指示を契機として、コリメータ制御モードが起動される（ステップＳｄ２）。操作者により入力された撮影方向に従って、支持アーム１３が回転する。支持アーム１３の回転後の撮影方向における第２検出器２３に関する相対的な位置ずれに基づいて、コリメータの位置を補正する補正量（羽根位置補正量）が決定される（ステップＳｄ４）。決定された補正量を用いて、コリメータが移動される（ステップＳｄ５）。

【0124】

なお、補償フィルタ制御モードの実行指示が入力されると、ステップＳｄ２において、補償フィルタ制御モードが起動される。加えて、ステップＳｄ４において、支持アーム１３の回転後の撮影方向における第２検出器２３に関する相対的な位置ずれに基づいて、フィルタ位置補正量が決定される。次いで、決定された補正量を用いて、補償フィルタが移動される。

【0125】

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれに基づいて、撮影方向に応じて、コリメータの位置または補償フィルタの位置を補正する補正量（羽根位置補正量、フィルタ位置補正量）を決定することができる。次いで、本Ｘ線診断装置１は、決定した補正量を用いて、コリメータ羽根または補償フィルタを移動させることができる。これらのことから、本Ｘ線診断装置１は、図６に示すように、第２検出器２３に対するコリメーションを常に適正に実行することができる。これにより、被検体に対する不要被曝、または操作者が意図していないコリメーション（絞り）による画像観察の阻害を防止することができる。特に、鉛直軸に対する支持アーム１３の回転角度が大きい場合、Ｘ線の照射範囲が適正なものとなり、第２検出器２３の検出面を有効に利用できるようになる。

【0126】

また、本実施形態に係る機能は、位置ずれ検出処理、羽根位置補正処理等を実行するプログラム（羽根位置補正プログラム）を本Ｘ線診断装置１のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

【0127】

（第３の実施形態）
第１、第２の実施形態との相違は、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれに基づいて３次元画像データを投影する投影方向を補正し、補正された投影方向で３次元画像データを投影することにより第３投影データを発生することにある。

【0128】

インターフェース部３は、ネットワークを介して、予め種々の医用画像診断装置で発生された３次元画像データを受信する。インターフェース部３は、３次元画像データを記憶部４３に出力する。種々の医用画像診断装置とは、例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＣＴと呼ぶ）装置、磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置、Ｘ線診断装置、核医学診断装置などである。

【0129】

撮影制御部２９は、第２投影データの収集時における支持アーム１３の幾何学的位置（以下、幾何学的情報と呼ぶ）を位置ずれ補正部３７に出力する。幾何学的情報とは、例えば、第２投影データの収集時における撮影方向である。

【0130】

記憶部４３は、被検体に関する３次元画像データを記憶する。３次元画像データとは、予め種々の医用画像診断装置により収集されたボリュームデータである。３次元画像データは、例えば、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、３次元血管画像などの元になるデータである。

【0131】

位置ずれ補正部３７は、被検体に関する第２投影データに関する撮影方向と相対的な位置ずれとに基づいて、３次元画像データを投影させる投影方向の位置ずれを補正する。相対的な位置ずれに関する補正量（Ｖφ、θφ）は、第１の実施形態等に記載の任意の方法により計算される。位置ずれ補正部３７は、補正された投影方向（以下、補正投影方向と呼ぶ）を投影データ発生部３１に出力する。なお、位置ずれ補正部３７は、補正投影方向を画像発生部３３に出力してもよい。

【0132】

投影データ発生部３１は、補正投影方向に沿って３次元画像データを投影することにより、第３投影データを発生する。投影データ発生部３１は、例えば、所定のコンピュータシミュレーションにより、補正投影方向に沿った３次元画像データの投影を実行する。投影データ発生部３１は、第３投影データを画像発生部３３に出力する。第３投影データは、例えば、血管投影データ、Ｘ線ライクな投影データである。鉛直方向を基準とした支持アーム１３の角度が０°または１８０°のとき、すなわち第２検出器２３が、天板の直上または直下に位置するとき、投影データ発生部３１は、０°または１８０°の投影方向に沿って３次元画像データを投影することにより、第３投影データを発生する。

【0133】

画像発生部３３は、第２投影データに第３投影データを重畳させることにより、重畳画像を発生する。なお、画像発生部３３は、第３投影データに基づいて第３画像を発生し、第２画像に第３画像を重畳さすることにより重畳画像を発生してもよい。画像発生部３３は、重畳画像を表示部４５に出力する。第３画像は、例えば、血管画像、Ｘ線ライクな画像である。なお、画像発生部３３は、補正投影方向を用いたレンダリング処理により第３画像を発生してもよい。

【0134】

表示部４５は、重畳画像を表示する。

【0135】

入力部４１は、投影方向の補正の実行に関する指示を入力する。この指示は、例えば、３Ｄ−ロードマップモードの入力指示である。

【0136】

図８は、補正された投影方向を用いて発生された第３画像を第２画像に重畳した３Ｄ−ロードマップ画像の一例を示す図である。図８は、第１検出器１９の前面に移動された第２検出器２３が、被検体Ｐ（天板）の側面（例えば、正面９０°の位置）に配置された状態を示している。このとき、位置ずれ補正部３７は、第２検出器２３のダレに対応する位置ずれ（第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれ）を用いて、ボリュームデータを投影する投影方向を補正する。この補正により、第２検出器２３により収集された第２投影データに関するＸ線照射範囲と、補正投影方向を用いて３次元画像データから発生された第３投影データに関する仮想的なＸ線照射範囲とは一致する。

【0137】

すなわち、図８に示すように、第２投影データにより発生された第２画像と、第３投影データにより発生された第３画像との位置関係は一致する。これにより、第２画像に第３画像を重畳した３Ｄロードマップ画像は、第２画像と第３画像との位置ずれが解消されて表示される。

【0138】

（投影方向補正機能）
投影方向補正機能とは、３次元画像データを投影させる投影方向の位置ずれを、幾何学的情報と相対的な位置ずれとを用いて補正し、３次元画像データを補正投影方向に投影した第３投影データを発生する機能である。以下、投影方向補正機能に係る処理（以下、投影方向補正処理）について説明する。以下、説明を簡単にするために、重畳画像は、３Ｄ−ロードマップ画像とする。

【0139】

図９は、投影方向補正処理の手順の一例を示す図である。
第２検出器２３が、第１検出器１９の前面に配置される（ステップＳｅ１）。入力部４１を介した操作者の指示により、３Ｄ−ロードマップモードが起動される（ステップＳｅ２）。加えて、入力部４１を介した操作者の選択指示により、３Ｄ−ロードマップモードにおいて使用される３次元画像データが選択される。入力部４１を介して操作者により入力された撮影方向に従って、支持アーム１３が回転する（ステップＳｅ３）。被検体Ｐを透過したＸ線が、第２検出器２３で検出される。第２検出器２３の出力に基づいて、第２投影データが発生される。

【0140】

第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれに基づいて、３次元画像データを投影する投影方向が補正される（ステップＳｅ４）。補正投影方向に沿って３次元画像データを投影させることにより、第３投影データが発生される（ステップＳｅ５）。第２投影データに第３投影データを重畳させることにより、重畳画像（３Ｄ−ロードマップ画像）が発生される（ステップＳｅ６）。重畳画像（３Ｄ−ロードマップ画像）が表示部４５に表示される（ステップＳｅ７）。なお、図９に記載のフローチャートにおいて、撮影方向が０°または１８０°である場合、ステップＳｅ４の処理は省略されてもよい。このときステップＳｅ５の処理において、規定された撮影方向に沿って３次元画像データを投影させることにより、第３投影データが発生される。

【0141】

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、第１検出器１９に対する第２検出器２３の相対的な位置ずれを用いて、３次元画像データを投影する投影方向を補正することができる。すなわち、本Ｘ線診断装置１は、図８に示すように、重力による第２検出器２３の変異（相対的な位置ずれ）によるＸ線照射範囲のずれに応じて、第３投影データに関する仮想的なＸ線照射範囲を補正することができる。これにより、本Ｘ線診断装置１は、３次元画像データを補正投影方向に投影した第３投影データ（第３画像）と、第２投影データ（第２画像）との位置ずれを防ぐことができる。

【0142】

また、本実施形態に係る機能は、位置ずれ検出処理、投影方向補正処理等を実行するプログラム（投影方向補正プログラム）を本Ｘ線診断装置１のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

【0143】

（第４の実施形態）
第１乃至第３の実施形態との相違は、第２検出器２３をパーク位置に配置した第１状態と第２検出器２３を前面位置に配置した第２状態とにおいて、支持アーム１３に対する第２検出器２３の重心位置の差異（以下、重心差と呼ぶ）を補償するためのカウンターウェイトを有することにある。

【0144】

図１０は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を示している。
カウンターウェイト４９は、第１検出器１９に関するＸ線照射範囲から第２検出器２３を待避させた第１状態と、第２検出器２３を第１検出器１９の前面に配置させた第２状態とにおいて、第２検出器２３の重心位置の差異を補償する。カウンターウェイト４９は、点形状または棒形状を有する。カウンターウェイト４９は、重心位置の差異、すなわち第１状態における重心分布と第２状態における重心分布とを略不変にするような重量を有する。支持機構２１と支持アーム１３との接続部分から第２検出器２３の重心までの距離と、接続部分からカウンターウェイト４９の重心までの距離が略等しい場合、カウンターウェイト４９は、第２検出器２３に略等しい重量を有する。

【0145】

支持機構２１は、第１状態および第２状態に応じて、重心差を補償可能にカウンターウェイト４９を支持する。支持機構２１は、第１検出器１９の片側または両側に位置するように、カウンターウェイト４９を支持する。なお、支持機構２１は、第１検出器１９を取り囲むように、カウンターウェイト４９を支持してもよい。支持機構２１は、カウンターウェイト４９と第２検出器２３とを移動可能に支持する。具体的には、支持機構２１は、第１状態と第２状態との間における第２検出器の移動方向とは逆方向に移動可能に、カウンターウェイト４９を支持する。

【0146】

例えば、第２検出器２３が前面位置からパーク位置に移動される場合、支持機構２１は、パーク位置から前面位置にカウンターウェイト４９を移動させる。また、第２検出器２３がパーク位置から前面位置に移動される場合、支持機構２１は、前面位置からパーク位置にカウンターウェイト４９を移動させる。すなわち、第２検出器２３がパーク位置に配置された場合、支持機構２１は、カウンターウェイト４９を前面位置の近傍の位置に、重心差を補償するように配置する。第２検出器２３が前面位置に配置された場合、支持機構２１は、カウンターウェイト４９をパーク位置に配置する。

【0147】

図１１は、第２検出器２３をパーク位置に配置した第１状態における点形状のカウンターウェイト４９と、第２検出器２３を前面位置に配置した第２状態における点形状のカウンターウェイト４９とを示す図である。図１１の左側に示すように、第１状態における点形状のカウンターウェイト４９は、前面位置の近傍に配置される。図１１の右側に示すように、第２状態における点形状のカウンターウェイト４９は、パーク位置に配置される。

【0148】

図１２は、第２検出器２３をパーク位置に配置した第１状態における棒形状のカウンターウェイト４９と、第２検出器２３を前面位置に配置した第２状態における棒形状のカウンターウェイト４９とを示す図である。図１２の左側に示すように、第１状態における棒点形状のカウンターウェイト４９は、前面位置の近傍に配置される。図１２の右側に示すように、第２状態における棒形状のカウンターウェイト４９は、パーク位置に配置される。

【0149】

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、第２検出器２３をパーク位置に配置した第１状態と第２検出器２３を前面位置に配置した第２状態とにおいて、支持アーム１３に対する第２検出器２３の重心位置の差異を補償するためのカウンターウェイト４９を設けることができる。これにより、本実施形態のＸ線診断装置１によれば、回転撮影において、支持アーム１３の振動特性の変化を、抑制および低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、回転撮影において、支持アーム１３の振動特性を略一定に保つことができる。

【0150】

以上のことから、本実施形態によれば、第１検出器１９に関する第１対応表の再現性が向上することにより、相対的な位置ずれの補正の精度が向上する。

【0151】

加えて、各実施形態に係る各種機能は、当該各種機能を実行するプログラム（医用画像処理プログラム）をワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどの各種可搬型記憶媒体に格納して頒布することも可能である。

【0152】

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、変更を行うことができる。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。

【符号の説明】

【0153】

１…Ｘ線診断装置、３…インターフェース部、１１…高電圧発生部、１３…支持アーム、１５…Ｘ線管、１７…照射野限定器、１９…第１検出器、２１…支持機構、２３…第２検出器、２５…寝台、２７…支持アーム駆動部、２９…撮影制御部、３１…投影データ発生部、３３…画像発生部、３５…位置ずれ検出部、３７…位置ずれ補正部、３９…再構成部、４１…入力部、４３…記憶部、４５…表示部、４７…システム制御部、４９…カウンターウェイト。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】